Коли скляна склянка падає на підлогу і розбивається, її уламки варіюватимуться за розміром від великих
Автори Стефан Коой, Жерар ван Дален, Жан-ФрансуаМолінарі і Даніель Бонн досліджували процес фрагментації і виявили, що існують два дуже різних способу руйнування. Скло на автобусних зупинках руйнується інакше, так як воно було оброблено особливим чином, через це в ньому є внутрішнє напруження: воно в кінцевому підсумку і призводить до подібності фрагментів.
Щоб вивчити процес, що відбувається зі скломНа автобусній зупинці, дослідники вивчили аналогічний вид скла, який називається краплею принца Руперта або голландською сльозою. Вони виходять шляхом капання розплавленого скла холодну воду. Оскільки скло спочатку твердне зовні і тільки потім усередині, всередині краплі виникають великі напруги, порівняні з тими, що виникають у склі автобусної зупинки.
В інтернеті можна знайти велику кількість відеороликів, на яких показані особливі властивості таких крапель: вони можуть витримати удар молотком, але розбиваються на шматки, якщо їм защемити хвостик.
Дослідники з прикладу 22 тис.видів крапель вивчили різні процеси фрагментації. Вони порівняли процес руйнування крапель принца Руперта з іншими предметами і з'ясували, що існує два типи фрагментації, які вони назвали ієрархічним і випадковим.
Коли ви кидаєте звичайну склянку на підлогу,відбувається ієрархічний процес. Енергія, яка є при русі скла, набагато більша, ніж необхідно для одноразового руйнування. Щоб позбавитися всієї кінетичної енергії, всередині скла з'являється все більше і більше тріщин. Процес ієрархічний — він йде від великих тріщин до дедалі дрібніших.
Більшість ситуацій, в яких об'єкти ламаються,відносяться ієрархічним типом. Виняток виникає, коли енергія для руйнування об'єкта надходить не ззовні, а є результатом внутрішніх напружень, як у випадку зі склом автобусної зупинки і краплями принца Руперта. В такому випадку утворення тріщин відбувається не від великих до малих, а абсолютно випадковим чином. В результаті фрагменти мають певний розмір, який визначається величиною внутрішньої напруги в матеріалі.
Читати далі
Створено першу точна карта світу. Що не так з усіма іншими?
Ілон Маск: перші туристи на Марс загинуть
Великі уламки китайської космічної станції «Скайлеб» летять до Землі