Физики создали математическую модель движения завитков. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters , ее краткое содержание можно прочитать на сайте Американского физического общества.
Для того, чтобы понять законы движения завитков, ученые решили составить математическую модель, основанную на простом эксперименте с полоской металла.
Полоска длиной 60 сантиметров и толщиной 0,1 миллиметр была предварительно свернута в катушку (спокойное состояние), а затем расправлена на поверхности (напряженное состояние). После того, как полоску отпускали, она сворачивалась в завиток. Этот процесс исследователи записывали на видеокамеру и использовали для составления модели. После того как авторы убедились в том, что модель с достаточной точностью воспроизводит поведение металлического завитка, они могли проводить виртуальные эксперименты с полоской неограниченной длины.
Так как каждый сегмент полоски в расправленном состоянии содержал одинаковое количество энергии, то скорость движения завитка оказалась постоянной.
Рост завитка во время скручивания оказался равноускоренным и зависел только от времени (L=kxt/3, где t время).
Считалось, что рост размера завитка при скручивании со временем должен прекратиться (он должен достичь некого естественного размера). На самом деле завиток продолжает увеличиваться не зависимо от длины полоски. Происходит это из-за того, что сила, пытающаяся сделать завиток меньше, компенсируется центробежной силой вращения (гравитацию в модели не учитывали). Причем увеличение является самоподобным, то есть все части пружины растут пропорционально.
Объекты с формой завитка широко встречаются в природе - от курчавых волос до усиков растений. Некоторые инженеры предлагают использовать завитки, образующиеся полосками из двух разных материалов, в качестве микроскопических моторов. Работа по моделированию движения может помочь в этом инженерам.
По материалам lenta.ru
Другие новости по теме
В Красноярске школьник признался в убийстве восьмилетнего ребенка из-за ноутбука
Убийце участника "Дома-2" дали 11 лет
Урюпинский прокурор попался на взятке
Сына подмосковного депутата оштрафовали за избиение
Офицер российских ВВС разгласил гостайну из-за плохого почерка
По факту крушения "Булгарии" возбудили два новых дела
СК опроверг раскрытие убийства подмосковного полицейского
Начальника управления Тихоокеанского флота арестовали за поборы с водолазов
Прокуратура "завернула" второе дело против автора ролика о собачьей тушенке
На юго-западе Москвы задержали нигерийку с фальшивыми рублями
Петербургского полицейского задержали за вымогательство
Московского "голого таксиста" направили на принудительное лечение
Осужденный за нападение на журналистку Russia Today объявлен в розыск
Генпрокуратура нашла яхты Березовского в английском Высоком суде
Чиновникам утяжелили обвинение по делу "Булгарии"
По делу о бойне в доме рок-музыканта арестован экс-сотрудник СКР
|