Бус

Фізики пояснили дивна поведінка стрибають бус, Газета.Ru . Наука

10.09.2015

Фізики пояснили дивна поведінка стрибають бус

Фотографія: Скріншот відео, розміщеного на YouTube

17.01.2014, 13:34 | Павло Котляр

Вчені пояснили незвичайний досвід з намистом, ролик з яким б’є рекорди переглядів в інтернеті. В дивному фонтані не виявилося нічого надприродного.

Звичайні намистинки, об’єднані в ланцюжок довжиною кілька десятків метрів, можуть вести себе абсолютно несподіваним чином і навіть викликати ступор у фізиків, які не з чуток знайомі з класичною механікою.

Фізики пояснили дивна поведінка стрибають бус, Газета.Ru . Наука

Намисто, повсталі проти гравітації

Намиста і всілякі ланцюжка — один з найдавніших і простих винаходів людства, тому складно уявити, що такий повсякденний предмет може представляти інтерес для вчених.

Поглянути по-новому на намисто в минулому році вдалося науковому провідному каналу BBC Стіву Маулду, чий експеримент з намистинками на YouTube вже зібрав кілька мільйонів переглядів. Ідея досвіду проста, і його може виконати вдома кожен.

Для цього треба акуратно скласти довгі намиста на дні якого-небудь посудини. Якщо взяти вільний кінець бус і витягнути його з посудини, намистинки під дією сили тяжіння починають не просто вивалюватися, але і утворюють своєрідний горб, піднімаючись на певну висоту.

Інтуїтивно здається, що намисто повинні ковзати по краю посудини, замість цього вони піднімаються над ним, як би протидіючи силі тяжіння.

Сам Маулд не знайшов пояснення дивним феномену, написавши у себе в блозі . «Причина, по якій намисто роблять петлю над краєм судини, залишається загадкою. Я думаю, це пов’язано з тим, що намистини змушені змінювати напрямок руху, і вони не можуть це робити миттєво, інакше вони б відчували нескінченне прискорення».

Покиролик збирав перегляди в інтернеті, а ентузіасти перевіряли феномен на практиці, природою цього явища зацікавилися вчені. У підсумку пояснити феномен вдалося вченим під керівництвом Джона Биггинса з Кембриджського університету.

Гудрон змусив себе чекати

«Нам здалося це прикольно, і ми вирішили підкинути задачку нашим студентам, — розповів Джон Биггинс «Газеті.Ua». Проте незабаром стало ясно, що ми не можемо пояснити це рух, використовуючи традиційні підходи. І тоді ми зрозуміли, що стоїмо перед рішенням цікавої проблеми».

За словами Биггинса, пояснення, пов’язані з тим, що вилітають бусинам потрібен певний час для зміни імпульсу, є «абсолютно неправильними». У статті, опублікованій в журналі Proceedings of the Royal Society A . Биггинс довів, що злітати над краєм судини намистини змушує не сила тяжіння, що діє на висячу частина ланцюга, а сам посудину з намистинами.

Ключем до розуміння механізму є те,

що розглядати лежать намистини треба бруски, пов’язані між собою ниткою.

Тоді на крайній брусок, ґрунтований на дні, діє нитка, яка тягне його вгору, та нитка, що зв’язує його з сусіднім бруском. Тягне вгору нитка не тільки піднімає брусок, але і намагається закрутити його проти годинникової стрілки. Так як сусідній брусок заважає цьому закручування, на край бруска з боку дна діє додаткова сила, що підштовхує його вгору і повідомляє додаткове прискорення.

Гучномовець — поняття широке

Математики розрахували, що висота підйому горба ланцюжка над краєм судини пропорційна квадрату швидкості бус

і зростає із збільшенням висоти посудини над землею, на яку падають намистинки.

«Рідко трапляється, коли школярі можуть зрозуміти результати цього наукового дослідження, однак це саме той випадок», — говорить Биггинс. Незважаючи на те що вчені зацікавилися феноменом завдяки його незвичайності, цей ефект можна застосувати на практиці, вважає Биггинс. «У промисловості та техніці людям доводиться розмотувати ланцюга і мотузки з котушок досить часто», — впевнений він.

Крім того, вивчений феномен можна використовувати на орбіті у випадках, коли треба зв’язати два або більше супутника.

«Наша робота показала, що при розмотуванні ланцюга за її вільний кінець до тянущему зусиллю додається сила реакції котушки. Так що ви можете розмотувати ланцюг з меншою силою, використовуючи більш слабкий мотор і витрачаючи менше енергії», — пояснив автор роботи «Газеті.Ua». Він додав, що в більш далекій перспективі подібний ефект можна використовувати при будівництві космічних ліфтів — супутників, що висять на прив’язі над певною точкою поверхні Землі.

Короткий опис статті: бус Вчені пояснили незвичайний досвід з намистом, ролик з яким б’є рекорди переглядів в інтернеті. В дивному фонтані не виявилося нічого надприродного.

Джерело: Фізики пояснили дивна поведінка стрибають бус — Газета.Ru | Наука

Також ви можете прочитати