Разгаданы тайны падающих канатов, спагетти и мёда

Необычной, на первый взгляд, задачей занялись Мехди Хабиби (Mehdi Habibi) из иранского университета передовых изучений (IASBS), Нейл Рибе (Neil Ribe) из парижского университета физики Почвы (Institut de Physique du Globe de Paris) и Дэниел Бонн (Daniel Bonn) из высшей школы Парижа (на данный момент?Ecole Normale Superieure) и университета Амстердама (Universiteit van Amsterdam). Они узнали, что происходит, в то время, когда висящую вертикально верёвку отпускают (либо скоро сматывают с катушки) и она падает на поверхность, складываясь хаотичными (как думается) кольцами.

Опыты с нитками, верёвками и канатами различной толщины, и с приготовленными спагетти, продемонстрировали, что все они, укладываясь в кольца на горизонтальной поверхности, ведут себя схожим образом и подчиняются одним и тем же закономерностям. Исследователи кроме того составили фазовые диаграммы, показывающие сообщение разных параметров, наподобие высоты и скорости падения, с получающимися на поверхности фигурами.

Учёные создали числовую модель процесса, которая, наровне с опытами, продемонстрировала, что укладывание падающей верёвки (либо варёных спагетти) может происходить в разных режимах. Скажем, в первом (при высотах и низких скоростях) геометрия и размер получающихся колечек строго увязаны как раз с высотой висящей верёвки, измеренной от поверхности до катушки, с которой происходило равномерное сматывание (при помощи электродвигателя), или, при со спагетти, до трубки, из которой выпускался данный продукт.

Разгаданы тайны падающих канатов, спагетти и мёда

силиконовые гели и Мёд различной вязкости в опытах Бонна со товарищи (фотографии с сайта jussieu.fr).

Для скоростей и средних высот геометрию колечек, как выяснилось, определяет баланс между силой тяжести и эластичностью верёвки. А для больших высот и высоких скоростей главным «игроком» выступает инерционность верёвки. Так авторы опытов увидели, что узкие нити на высоких скоростях нестабильны, формируя восьмёрки.

Кроме этого экспериментаторы открыли, что в верхней части спускающейся на высокой скорости верёвки (складывающейся внизу в кольца) появляются резонансные колебания, каковые кроме этого воздействуют на картину получающихся колец.

Обо всех этих тайных падающих канатов авторы опытов поведали пару дней назад в издании Physical Review Letters.

И это не первое их изучение в данной области. Так, ещё в 2004-м они же проводили сходные испытания (вот это изучение, PDF-документ), лишь в тот раз сосредоточились на падающих струйках вязких жидкостей (к примеру, гелей и мёда).

Авторы этих работ говорят, что мёд ведёт себя схожим с верёвками образом. Может, перед нами один из претендентов на Шнобелевку следующего года?

Почитайте, кстати, о секрете взрывных спагетти.

eks


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: