Физики изучили вращающиеся резиновые кольца
Ученые исследовали процесс изменения формы резиновых колец под воздействием гравитации и создали обобщающую физическую модель.
Работа исследователей-студентов из Массачусетского технологического института (MIT) опубликована в журнале Physical Review Letters. Коротко проведенные опыты описаны на портале Physics World.
Ученые исследовали кольца, сделанные из винил-полисилоксанового материала (разновидность резины). Они помещали кольца во вращающиеся барабаны и снимали на видео происходящие процессы. При небольших скоростях вращения верхняя часть кольца начинала прогибаться вниз, но в целом кольцо сохраняло форму. Когда барабан вращался быстрее, прогиб увеличивался, и из кольца формировались две отдельные доли. При дальнейшем увеличении скорости вращения прогибающаяся часть кольца доходила до его нижней части. В момент соприкосновения кольцо "отпрыгивало" с того места, где находилось из-за разнонаправленных вибраций его сегментов, уточняет портал ScienceNOW. Посмотреть видеозапись одного из экспериментов можно здесь.
Деформация резинового кольца связана с действием нескольких различных сил: в частности, гравитации и силы, заставляющей кольцо поддерживать свою форму в нормальных условиях. Ученые получили уравнения, описывающие, как именно влияет на форму прогиба центростремительная сила: хотя она действует на все части кольца одинаково, в итоге сильнее всего деформируется только определенная часть кольца.
Обработка полученных данных позволила ученым создать физическую модель деформацию эластичных материалов. Исследователи полагают, что их работа может оказаться полезной ученым, изучающим процессы, происходящие при застывании лавы (в процессе охлаждения лава становится вязкой), а также специалистам по свойствам материалов.
|
