Математики решили проблему

Еще 40 лет назад над ней ломал голову известный физик, лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман. Дневные Хиллз, американский изобретатель и компьютерный эксперт вспоминает, как сидел с Фейнманом на кухне и вместе с ним ломал спагетти, пытаясь понять, почему оно не хочет "нормально" ломаться пополам. Тогда ученые ничего не выяснили, а единственным следствием эксперимента был беспорядок на кухне.

Лишь в 2005 году двое французских физиков - Базиль одолел и Себастьян Нойкирх из Университета имени Пьера и Марии Кюри в Париже - опубликовали в журнале Physical Review Letters убедительную теоретическую разведку этой проблемы, по которой через год получили Шнобелевскую премию (шуточная пародия на Нобелевскую премию , которую вручают в Гарвардском университете).

Французы выяснили, что изгиб, напряженность, а затем ломка вызывают на концах спагетти очень быстрые колебания, которые увеличивают напряженность и заставляют его дальше ломаться. Это, в свою очередь, приводит следующие вибрации, которые приводят к новым разломов и т. Д., Пока не освободится накопленной в макаронин энергия упругости. Весь процесс занимает где-то миллисекунду.

Недавно несколько студентов МИТ снова взялись за эту проблему. В рамках зачетного проекта по нелинейной динамики они поставили себе цель научиться контролировать разламывания спагетти на определенное количество кусков. В частности, сначала они пытались найти способ, как поломать спагетти так, чтобы оно раскололось только на два фрагмента. После многих "ручных" попыток студенты выяснили, что ключом к этому может быть скручивания. Один из них - Рональд Гейсер - сконструировал специальную машину, которая позволила провести эксперимент в контролируемых условиях. Знерухомившы макаронину в специальных зажимах, студенты могли скручивать ее на заданный угол - от 0 до 360 градусов, - а затем выгибать и ломать. Все это фиксировали на супербыструю камеру.

Поломав таким образом не одну сотню макарон (их преподаватели шутят, что после получения зачета они не смогут не только есть, но и смотреть на спагетти), они опубликовали результаты в еженедельнике Proceedings of the National Academy of Sciences . Из них следует, что если свернуть макаронину более чем 270 градусов и тогда ломать, то она расколется только в одном месте (но не точно посередине).

Почему после скручивания спагетти не ломается каскадно? Дело в том, что скручивания поглощает часть энергии осцилляции. Когда, разломившись, спагетти начинает свободно двигаться, то оно сначала раскручивается. Поскольку это происходит гораздо быстрее, чем поперечная осцилляция вследствие изгибания, то энергия упругости распыляется и не наступает следующих трискань.

Когда в следующий раз будете есть спагетти на обед или ужин, подумайте с симпатией о физики и математики. Ведь благодаря их экспериментам, возможно, удастся избежать по крайней мере некоторых катастроф на стройке.

Видео обзор

Математики решили проблему