Wanneer een glazen beker op de grond valt en breekt, zullen de schervenvariëren in grootte van groot
Door Stéphane Coy, Gerard van Dalen, Jean-FrançoisMolinari en Daniel Bonn onderzochten het fragmentatieproces en ontdekten dat er twee zeer verschillende manieren van vernietiging zijn. Glas bij bushaltes breekt anders af, omdat het op een speciale manier is verwerkt, hierdoor zit er een interne spanning in: het leidt uiteindelijk tot de gelijkenis van de fragmenten.
Het proces met glas bestuderenBij de bushalte bestudeerden de onderzoekers een soortgelijk soort glas, genaamd Prince Rupert's traan of Nederlandse traan. Ze worden gemaakt door gesmolten glas in koud water te laten druppelen. Doordat het glas eerst aan de buitenkant en pas daarna aan de binnenkant uithardt, ontstaan er binnenin de druppel grote spanningen, vergelijkbaar met die welke ontstaan in het glas van een bushalte.
Op internet kun je een groot aantal video's vinden die de bijzondere eigenschappen van dergelijke druppels laten zien: ze kunnen een klap met een hamer weerstaan, maar breken in stukken als de staart wordt bekneld.
Onderzoekers gebruiken een voorbeeld van 22 duizend.soorten druppels werden verschillende fragmentatieprocessen bestudeerd. Ze vergeleken het fragmentatieproces van de druppels van Prins Rupert met andere objecten en ontdekten dat er twee soorten fragmentatieprocessen waren, die ze hiërarchisch en willekeurig noemden.
Als je een gewoon glas op de grond laat vallen,er vindt een hiërarchisch proces plaats. De energie die ontstaat als glas beweegt, is veel groter dan wat nodig is voor een eenmalige vernietiging. Om alle kinetische energie kwijt te raken, verschijnen er steeds meer scheuren in het glas. Het proces is hiërarchisch: het gaat van grote scheuren naar steeds kleinere scheuren.
De meeste situaties waarin objecten brekenzijn van een hiërarchisch type. Een uitzondering doet zich voor wanneer de energie om een object te vernietigen niet van buitenaf komt, maar het resultaat is van interne spanningen, zoals in het geval van bushalte glas en Prince Rupert's drops. In dit geval vindt de vorming van scheuren niet van groot naar klein plaats, maar op een volledig willekeurige manier. Als gevolg hiervan hebben de fragmenten een bepaalde grootte die wordt bepaald door de grootte van de interne spanning in het materiaal.
Lees verder
De eerste nauwkeurige kaart van de wereld is gemaakt. Wat is er mis met de rest?
Elon Musk: de eerste toeristen naar Mars zullen sterven
Grote brokstukken van het Chinese ruimtestation "Skylab" vliegen naar de aarde