Izmantojiet savu nūdeles

Sauso spageti fotogrāfija

Ir gandrīz neiespējami salauzt sausu spageti nūju precīzi divās daļās. Šis izaicinājums ir satricinājis pat tādus cilvēkus kā slavenais fiziķis Ričards Feinmens '39, kurš savulaik pavadīja lielu vakara daļu, laužot makaronus kopā ar Deniju Hilisu '78, meklējot teorētisku izskaidrojumu tam, kāpēc nūjas neatlaidīgi sadalījās trīs vai vairāk gabalos.

Feinmena virtuves eksperiments palika neatrisināts līdz 2005. gadam, kad fiziķi no Francijas izstrādāja teoriju, lai aprakstītu spēkus, kas darbojas, kad spageti un jebkurš garš, tievs stienis tiek saliekts. Viņi atklāja, ka, ja nūja ir vienmērīgi saliekta no abiem galiem, tā salūzīs centra tuvumā, kur tā ir visvairāk izliekta. Šis sākotnējais pārtraukums izraisa atgriešanās efektu un lieces vilni vai vibrāciju, kas atkal salauž nūju. Šķita, ka viņu teorija atrisināja Feinmena mīklu. Bet palika jautājums: vai spageti kādreiz varētu piespiest sadalīties divās daļās?

Atbilde saskaņā ar jauno MIT pētījumu, kura līdzautors ir fizikālās lietišķās matemātikas asociētais profesors Jērns Dankels, ir jā — ar savdabīgumu. Pētnieki ziņo, ka spageti ir iespējams sadalīt divās daļās, gan saliekot, gan pagriežot sausās nūdeles.

Komanda, kuru vadīja Ronalds Heisers '16, kurš tagad ir Kornela universitātes maģistrantūras students, un Višals Patils, Dankela grupas matemātikas absolvents, uzbūvēja mehānisku lūzumu ierīci, lai kontrolētu savērpšanu un saliekšanu simtiem spageti nūjiņu, reģistrējot sadrumstalotības procesu. kamerā ar ātrumu līdz miljonam kadru sekundē. Viņi atklāja, ka, vispirms pagriežot spageti par gandrīz 360 grādiem un pēc tam lēnām to saliekot, viņi var likt kociņam sagriezties divās daļās, nevis vairāk. Rezultāti bija konsekventi gan Barilla Nr.5, gan Barilla Nr.7, diviem spageti veidiem ar nedaudz atšķirīgu diametru.

Patil arī izstrādāja matemātisko modeli, lai izskaidrotu divus efektus, kas saistīti ar tīras pārtraukuma izveidi. Atgriešanas laikā nūja atsperas pretējā virzienā, no kuras tā tika saliekta, un šūpojas uz priekšu un atpakaļ, radot lieces vilni. Pēc tam, pagriežot atpakaļ, savītais stienis atritinās tā sākotnējā iztaisnotā konfigurācijā, radot vērpšanas vilni, kas liek stienim griezties uz priekšu un atpakaļ, līdz tas apstājas. Komanda secināja, ka pagrieziena vilnis pārvietojas ātrāk nekā lieces vilnis, izkliedējot enerģiju, lai novērstu kritiskā stresa uzkrāšanos, kas varētu izraisīt turpmākus lūzumus.

Šis ir bijis jautrs starpdisciplinārs projekts, ko uzsākuši un īstenojuši divi izcili un neatlaidīgi studenti, kuri, iespējams, kādu laiku nevēlas redzēt, lauzt vai ēst spageti, saka Dunkels.

paslēpties