Mezglains pēc dabas

Pieklājības attēls

Jebkurš pieredzējis jūrnieks zina, ka viena veida mezgls piestiprinās palagu pie buras, bet cits ir labāks, lai piestiprinātu laivu pie pāļa. Bet tas, kas tieši padara vienu mezglu stabilāku par otru, nebija labi saprotams, līdz matemātikas asociētais profesors Jērns Dankels izveidoja matemātisko modeli to pētīšanai.

Dankels sadarbojās ar mašīnbūves asociēto profesoru Matiasu Kolli, kura grupa bija izstrādājusi stiepjamas šķiedras, kas maina krāsu, reaģējot uz deformāciju vai spiedienu. Viņa komanda izmantoja Kolles šķiedras, lai sasietu dažādus mezglus, tostarp trīskāršus un astoņniekus, fotografējot katru šķiedru un atzīmējot, kur un kad tā mainīja krāsu, kā arī spēkus, kas tika pielietoti, kad tā tika pievilkta.

Izmantojot šos datus, viņi kalibrēja modeli, kas simulē sprieguma sadalījumu mezglos. Pēc tam viņi simulēja sarežģītākus mezglus un izveidoja vienkāršas diagrammas, lai tos attēlotu.

Salīdzinot diagrammas par parastajiem vecmāmiņas, rifu, zagļu un bēdu mezgliem, kā arī ar sarežģītākiem, piemēram, karika, cepelīnu un Alpu tauriņu, pētnieki identificēja dažus vispārīgus noteikumus. Būtībā mezgls ir stiprāks, ja tam ir vairāk šķipsnu krustojumu, kā arī vairāk pagriezienu svārstību — mainās virziens, kurā katrs šķipsnas segments griežas, kad mezgls tiek pievilkts. Šīs izmaiņas rada berzi, kas veicina stabilitāti.

Viņi arī atklāja, ka mezglu var padarīt stiprāku, ja tam ir vairāk cirkulāciju — reģioni, kuros divas paralēlas dzīslas cilpas viena pret otru pretējos virzienos.

Ja paņemat līdzīgu mezglu saimi, no kurām empīriskās zināšanas izceļ vienu kā “labāko”, tagad mēs varam pateikt, kāpēc tas varētu būt pelnījis šo atšķirību, saka Kolle. Mēs varam izspēlēt mezglus, lai tos izmantotu šūšanā, burāšanā, kāpšanā un celtniecībā.

paslēpties