Kun lasilasi putoaa lattialle ja rikkoutuu, palat vaihtelevat suurista
Stéphane Coy, Gerard van Dalen, Jean-FrançoisMolinari ja Daniel Bonn tutkivat pirstoutumisprosessia ja havaitsivat, että tuhoamiseen on kaksi hyvin erilaista tapaa. Lasi bussipysäkkeissä hajoaa eri tavalla, koska se on käsitelty erityisellä tavalla, minkä vuoksi siinä on sisäinen jännitys: se johtaa lopulta sirpaleiden samankaltaisuuteen.
Tutkia lasin kanssa tapahtuvaa prosessiabussipysäkki, tutkijat tutkivat samantyyppistä lasia nimeltä Prinssi Rupertin kyynel tai hollantilainen kyynel. Ne valmistetaan tiputtamalla sulaa lasia kylmään veteen. Koska lasi kovettuu ensin ulkopuolelta ja vasta sitten sisäpuolelta, pisaran sisällä syntyy suuria jännityksiä, verrattavissa bussipysäkin lasiin.
Internetistä löydät suuren määrän videoita, jotka osoittavat tällaisten tippojen erityisominaisuudet: ne kestävät iskun vasaralla, mutta hajoavat palasiksi, jos häntä puristaa.
Tutkijat käyttävät esimerkkiä 22 tuhatta.erityyppisiä pisaroita, erilaisia pirstoutumisprosesseja tutkittiin. He vertasivat prinssi Rupertin pisaroiden pirstoutumisprosessia muihin esineisiin ja havaitsivat, että oli olemassa kahdenlaisia pirstoutumisprosesseja, joita he kutsuivat hierarkkisiksi ja satunnaisiksi.
Kun pudotat tavallisen lasin lattialle,tapahtuu hierarkkinen prosessi. Lasin liikkuessa olemassa oleva energia on paljon suurempi kuin mitä tarvitaan kertaluonteiseen tuhoutumiseen. Kaiken kineettisen energian poistamiseksi lasin sisään ilmestyy yhä enemmän halkeamia. Prosessi on hierarkkinen – se siirtyy suurista halkeamista yhä pienempiin halkeamiin.
Suurin osa tilanteista, joissa esineet rikkoutuvatovat hierarkkisia. Poikkeus tapahtuu, kun energia kohteen tuhoamiseksi ei tule ulkopuolelta, vaan se on seurausta sisäisistä rasituksista, kuten bussipysäkkilasin ja prinssi Rupertin pudotusten tapauksessa. Tässä tapauksessa halkeamien muodostuminen ei tapahdu suurista pieniin, vaan täysin satunnaisella tavalla. Tämän seurauksena sirpaleilla on tietty koko, joka määräytyy materiaalin sisäisen jännityksen suuruuden mukaan.
Lue lisää
Ensimmäinen tarkka maailmankartta luotiin. Mitä vikaa kaikilla muilla on?
Elon Musk: ensimmäiset turistit Marsiin kuolevat
Kiinan avaruusaseman "Skylab" suuret roskat lentävät maahan