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
Не "Пасха" і не "куліч": як правильно говорити українською
50 633
Таємне батьківство Андрія Данилка: як звуть двох синів співака, хто їх народив і де хлопчики живуть зараз
36 241
Іван Попович пояснив, чому Микола Гнатюк став монахом
18 904
Названий по-справжньому шкідливий продукт при високому холестерині
17 496
Лікарі назвали ознаки, які вкажуть на необхідність очистити печінку
17 264
Улюблений багатьма овоч виявився ефективним захистом від раку
16 542
У білих батьків народилося темношкіре немовля: як це пояснила жінка і що каже наука
16 337
Злодій під час пограбування випав із вентиляційної шахти та "загубив" труси зі штанами – фото
14 836
6 найбільш небезпечних продуктів харчування для печінки
12 320
“Ляп на сцені”: відома українська ведуча впала зі стільця під час виступу
11 974
Син-ухилянт Софії Ротару після невдалої втечі за кордон мешкає з нею під Києвом - фото зіркового маєтку
11 523
Чотири симптоми вказують на “непомітне” ураження організму раком
11 264
У Дубліні туристів закликали припинити “лапати бюст” популярної статуї
9 605
Експерти розповіли про корисну альтернативу продуктам, які підвищують холестерин
1
Улюблений багатьма овоч виявився ефективним захистом від раку
1
Як зробити взуття водонепроникним без спеціальних засобів: 4 корисні поради
0
Медики назвали ефективний спосіб спалювання вісцерального жиру на животі
0
У російському Бєлгороді палає приватна будівля: ймовірно від вибуху бомби, що летіла на Харківщину (відео)
0
Депутати вишикуються в чергу: на дорогах помітили новий розкішний позашляховик
0
Олеся Жураківська після болісного розлучення з аб’юзером розсекретила, чи вільне її серце
0
Для чого потрібно натирати яйця олією: хитрість, про яку знають одиниці
0
Чому потрібно регулярно міняти повітряний фільтр в автомобілі: названо 3 важливі причини
0
Ключем до довголіття виявилися всього кілька продуктів на сніданок
0
Експерт розповів, чому краще мити автомобіль самому, ніж довіряти мийникам
0
Ознаки деменції: сім перших симптомів захворювання
0
Про корисний ягідний сік розповіли вчені
0
Як почистити рибу без ножа: топ дієвих методів

Чищення риби – це неприємне заняття, яке може спричинити ...

Перевірили можливості iPhone 13 у 2024 році! Все ще найкращий «яблучний» смартфон Apple

Хоча з моменту виходу iPhone 13 минуло вже кілька років, ...

Господині розповіли про особливості холодного способу засолювання сала

Солоне сало мусить бути м’яким, щоб тануло в роті. А таким ...