U-News » Наука » Пісок у пісочному годиннику застигає: вчені розповіли, чому так відбувається
Всі новини

Пісок у пісочному годиннику застигає: вчені розповіли, чому так відбувається

Вченим, ймовірно, вдалося пояснити дивну поведінку сипучих речовин. Іноді вони поводяться як тверде тіло, а іноді - течуть як рідина, повідомляє Science Alert.

Уявіть собі пісок у пісочному годиннику. Якщо він повільно просувається через звуження годинника, він буде текти вільно. Але якщо направити той самий матеріал досить швидко або натиснути на нього з силою, його частинки зазвичай застрягають, переходячи з рідкого стану в твердий.

Щоб уникнути потенційних закупорок, необхідно зрозуміти, коли відбувається це зрушення із сипучої речовини у тверду. Тепер два американські фізики заявили про те, що змогли описати поведінку гранульованих матеріалів поблизу цієї «точки застрявання».

Проблема стає ще масштабнішою, враховуючи, що така поведінка характерна не тільки для піску, але і для інших сипучих речовин. Тому вона торкається багатьох сфер, від сільського господарства до фармацевтики. Тут йдеться про пресування гранул у пелети для виготовлення пігулок, переробку зернових, а в цивільному будівництві - про прогнозування поведінки різних відкладень, в яких можуть бути закріплені будівлі.

У ході нового дослідження вчені провели моделювання у лабораторії. Вони використовували числові дані, зібрані іншими дослідниками при вивченні в лабораторії пакетів полістиролових кульок, не схильних до тертя. Потім дослідники порівняли свої моделі намистин, що наближаються до точки застрявання, з передбаченнями розділу математики, розробленого в 1950-х роках, під назвою теорія випадкових матриць.

Зокрема, вчені вивчали вібрації усередині комплектів намистин. Вони змінювалися від партії до партії, але намистини вібрували на певних частотах. Тобто через гранульований матеріал можуть поширюватися лише певні тип частот.

Чисельне моделювання, проведене в ході нового дослідження, показало специфічний розподіл статистичних ймовірностей, відомий як ансамбль Вішарта-Лагерра, «правильно відтворює універсальні статистичні властивості зернистої матерії, що застрягла».

Вчені відзначають, що вирішальним стало усвідомлення того, що коли намистинки стикаються одно з одною, вони стискаються і відскакують, як пружина, так що легкий контакт двох намистин призводить до виникнення досить великих сил.

За словами вчених, ця модель може відтворювати як статичні, так і вібраційні властивості сипучої або гранульованої матерії, а це означає, що її можна застосувати для забезпечення єдиного розуміння фізики сипучої матерії.

Дзеркало тижня

Читай U-News в Google News

Читають Коментують
Телеведуча Наталія Мосейчук потрапила до чергового скандалу
70 563
Каша на сніданок: з чим не можна поєднувати гречку, попередила лікарка
25 664
Чоловік побудував крихітний будинок, щоб насолити сусідам-мільйонерам
21 021
Жінка виявила незнайомця, який ховався під її ліжком і жив у будинку протягом 4 місяців
17 079
40 тисяч штрафу навіть тверезому: кому з водіїв заборонено сідати за кермо
16 453
Оштрафують при першій зупинці поліцейськими: водіям нагадали про популярне порушення ПДР
15 368
Жінка прийшла знайомитися із сім'єю нового хлопця і зрозуміла, що його тато – її колишній (відео)
15 363
Тесть благословив: чоловік закохався в тещу та одружився з нею (відео)
14 477
"Запам'ятає до кінця життя": пілот провчив жінку, яка хотіла вийти з літака першою
13 285
Перераховано продукти для сніданку, які позбавляють від сонливості і цукру в крові
12 731
Канадка знатно осоромилася, кидаючи букет нареченої
12 728
Високий холестерин: 4 основні продукти, які допоможуть знизити рівень
12 312
Жінка дізналася про зраду чоловіка після того, як цуценя проковтнуло стринги його коханки
11 869
З 17 травня деяких українських водіїв зобов’язали використовувати новий знак
0
3 невідворотні наслідки від надмірного вживання солі
0
Кармічний успіх увірветься в життя трьох знаків Зодіаку вже дуже скоро
0
Юрій Рибчинський висловився про виступ alyona alyona й Jerry Heil на "Євробаченні 2024"
0
Щоб машина їздила 20 років: водіям розкрили секрет, як правильно доглядати за двигуном
0
Найвищий бик на планеті: який зріст має тварина, яку врятували від забою
0
Не робіть цього з рослинами: 10 помилок, яких припускаються власники
0
Ледь не померла: Селін Діон розкрила нові подробиці боротьби з невиліковною хворобою
0
Кім Кардаш'ян та її мати зганьбилися на показі модної колекції Вікторії Бекхем
0
Рибчинський розповів про роботу з Кучмою і влучно відповів на запитання, що порадив би Зеленському
0
Мадонну помітили в компанії чоловіка, молодшого за неї на 28 років: що про нього відомо
0
Чоловіку повернули втрачений 33 роки тому гаманець: що у ньому знайшли
0
Життю нічого не загрожує: після складної операції на серці Віктор Павлік вийшов на зв'язок у соцмережах
0
5 речей, які ніколи не одягне багата жінка: вони видають несмак і мають дешевий вигляд

Багатство не гарантує гарний смак, але воно дає можливість ...

Чому в ресторані риба та м’ясо смачніше, ніж удома: названо секретний інгредієнт

Після відвідування ресторанів багато господинь намагаються ...

Чому жінки найповільніше худнуть в стегнах, і що можна з цим зробити

Про те, чому при схудненні жінки найповільніше втрачають ...