Скорость опрокидывания домино зависит от трения

Домино может показаться просто забавой и игрой. Но понимание того, как они падают? Это серьезная наука.

“Это проблема, которая так естественна. Все играют в домино”, – говорит Дэвид Кантор. Он научный сотрудник Монреальского политехнического института в Квебеке, Канада. У него есть опыт работы в области гражданского строительства. Итак, Кантор приступил к изучению блоков.

Играть в домино веселее с приятелем. Исследование доминошек тоже было бы полезно, подумал Кантор. Поэтому он объединился с другом – физиком, Кажетан Войтецки, который работает в Институте фундаментальных технологических исследований. Это часть Польской академии наук в Варшаве.

Пара использовала компьютер, чтобы смоделировать разрушающийся ряд костяшек домино. Это цепная реакция: каждая падающая доминошка толкает следующую, затем в следующую и так далее. И скорость этого каскада зависит от трения, как они узнали.

Трение происходит в двух местах, говорится в отчете ученых в июньском журнале Physical Review Applied. Костяшки домино трутся друг о друга, сталкиваясь. Они также скользят по поверхности, на которой расположены.

Их компьютерная модель показала, как лучше всего добиться скорейшего коллапса. Самое быстрое падение происходило, когда они ставили скользкие костяшки домино близко друг к другу на шероховатую поверхность, например войлок

an animated image showing dominoes stood on end on a slippery surface, and how they fall in slow motion
Костяшки домино, падающие на скользкую поверхность, при падении соскальзывают назад.
D. SANDLIN/SMARTER EVERY DAY
an animated image showing how dominoes stood on end on a felt surface fall
На шероховатой поверхности, как на этом войлоке, меньше отката назад.
D. SANDLIN/SMARTER EVERY DAY

Более скользкие плитки означают меньшее трение между костяшками домино. А это означает, что при столкновении друг с другом будет потеряно меньше энергии. При укладке на поверхность с высоким коэффициентом трения плитки не соскальзывают слишком далеко при падении. В противном случае такое отступление замедлило бы каскадную цепную реакцию.

В некоторых запусках модели цепная реакция резко останавливалась. Например, некоторые костяшки домино, расположенные далеко друг от друга на скользкой поверхности, откатывались назад так сильно, что никогда не ударялись друг о друга.

Ученые использовал математику для описания результатов, смоделированных на компьютере. Они придумали уравнение, которое предсказывает скорость коллапса при различных условиях. Его предсказания также соответствовали результатам предыдущих экспериментов. Оказывается, за этим приятным зрелищем стоит серьезная наука.

Источник

Journal: D. Cantor and K. Wojtacki. Effects of friction and spacing on the collaborative behavior of domino topplingPhysical Review Applied. Vol 17, June 10, 2022, p. 064021. doi: 10.1103/PhysRevApplied.17.064021.****

Запишись на наши занятия и узнавай новое: https://cyberkoalastudios.com/groups-all/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

0
    0
    Ваша корзина
    Ваша корзина пустаВернуться к курсам