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

Додати коментар

Читають Коментують
Названі найгірші чоловіки за знаком зодіаку: життя з ними буде складним
38 313
Українку в Південній Кореї прийняли за повію: як це сталося і в чому курйоз
29 847
Чоловік 20 років відрощував бороду, а потім раптово збрив її: фото приголомшили Мережу
17 625
Експерти вказали на один з головних симптомів надто високого холестерину
17 394
Коробки не викидайте: "картонна" люстра за 5 тисяч гривень насмішила українців
17 031
Три можливих причини інсульту, про які багато людей не здогадуються
15 345
Високий кров’яний тиск: названі продукти, які не слід вживати
14 406
Майже випали груди: зірка реаліті в мінісукні ледь не оконфузилася під час прогулянки
13 253
Медики назвали продукти, які очищають і зберігають еластичними судини
12 543
“Члени екіпажу просять прикритися”: жінка принципово літає без бюстгальтера
11 758
Інсульт: перші ознаки, які можуть з’явитися за 10 років до нападу
11 333
"Чути не можу": Данилко розповів, яке слово в українських піснях йому вже приїлося
11 100
"Я перевзуюся, ви не проти": комік насмішив пародією на Арестовича у Собчак
9 854
16-річні школярки прославились на весь інтернет після заяви про чоловіків та гроші
4
"Чути не можу": Данилко розповів, яке слово в українських піснях йому вже приїлося
3
Руки більше не будуть чорними: українець показав, як швидко почистити цілу гору маслюків
2
Чоловік 20 років відрощував бороду, а потім раптово збрив її: фото приголомшили Мережу
1
Українці втекли з Києва у глухе село, де знайшли будинок своєї мрії
1
Ці знаки Зодіаку скоро гребтимуть гроші лопатою: багатство не за горами
1
Особливості поведінки, які допоможуть зрозуміти, що перед вами справжнісінький дурень
1
Гінекологи перерахували шість проблем зі здоров’ям, які виникають у жінок після пологів
1
Корисний напій, який допоможе знизити рівень цукру та холестерину в крові
1
Вони не забудуть образу: три знаки Зодіаку, які не вміють пробачати
1
Токсичні друзі і знайомі: ознаки, за якими легко визначити таких людей
0
Наречений Лесі Нікітюк показав ведучу у купальнику та як з нею відпочивав у мальовничому місці
0
А міг статися конфуз: в англійської моделі із сукні ледь не випали пишні груди на церемонії
0
Сироватки для догляду за обличчям: потужний інструмент для здоров'я та краси шкіри

б'юті-індустрія пропонує безліч засобів для догляду за ...

Їжа, яка здатна "гальмувати" оргазм: яких продуктів уникати перед сексом

Те, що ми їмо, впливає не лише на здоров'я та настрій, а й ...

Жіноче лібідо: чому виникає підвищене сексуальне бажання та що з цим робити

Особливості темпераменту чи сексуальна залежність, з якою ...