Lorsqu'un verre tombe sur le sol et se brise, la taille des morceaux varie de grande à
Par Stéphane Coy, Gerard van Dalen, Jean-FrançoisMolinari et Daniel Bonn ont étudié le processus de fragmentation et ont découvert qu'il existe deux modes de destruction très différents. Le verre aux arrêts de bus se décompose différemment, car il a été traité de manière spéciale, à cause de cela il y a une tension interne: il conduit finalement à la similitude des fragments.
Étudier le processus se produisant avec le verrearrêt de bus, les chercheurs ont étudié un type de verre similaire appelé larme de Prince Rupert ou larme hollandaise. Ils sont fabriqués en faisant tomber du verre fondu dans de l’eau froide. Étant donné que le verre durcit d'abord à l'extérieur, puis seulement à l'intérieur, des contraintes importantes apparaissent à l'intérieur de la goutte, comparables à celles qui apparaissent dans le verre d'un arrêt de bus.
Sur Internet, vous pouvez trouver un grand nombre de vidéos qui montrent les propriétés particulières de ces gouttes : elles peuvent résister à un coup de marteau, mais se briser en morceaux si la queue est pincée.
Les chercheurs utilisent un exemple de 22 000.types de gouttelettes, divers processus de fragmentation ont été étudiés. Ils ont comparé le processus de fragmentation des gouttes de Prince Rupert avec d'autres objets et ont découvert qu'il existait deux types de processus de fragmentation, qu'ils appelaient hiérarchique et aléatoire.
Quand tu laisses tomber un verre ordinaire par terre,un processus hiérarchique se produit. L’énergie disponible lorsque le verre bouge est bien supérieure à celle nécessaire pour une seule fracture. Pour se débarrasser de toute l’énergie cinétique, de plus en plus de fissures apparaissent à l’intérieur du verre. Le processus est hiérarchique : il va des plus grandes fissures aux plus petites.
La plupart des situations dans lesquelles des objets se cassentsont de type hiérarchique. Une exception se produit lorsque l'énergie pour détruire un objet ne vient pas de l'extérieur, mais est le résultat de contraintes internes, comme dans le cas des vitres d'arrêt d'autobus et des gouttes de Prince Rupert. Dans ce cas, la formation de fissures ne se produit pas de grande à petite, mais de manière complètement aléatoire. En conséquence, les fragments ont une certaine taille déterminée par l'ampleur de la contrainte interne dans le matériau.
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