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


Читають Коментують
Канадка знатно осоромилася, кидаючи букет нареченої
29 662
Названий по-справжньому шкідливий продукт при високому холестерині
27 518
"Такого я ще не чула". Українці обговорюють прізвисько Путіна
26 025
Ліками від високого цукру виявився простий і недорогий продукт
22 546
Садівниця на всі руки: Меган Маркл висміяли за неправдоподібне фото
20 179
У мережі кепкують з “іранської версії Симоньян”: з’явився кумедний мем
13 367
Вчені назвали ягоду, яка рятує від «тихого» раку кишечника
12 828
Небезпечні продукти для людей з високим холестерином назвали фахівці
12 283
Вчені назвали категорію людей, які все частіше хворіють на рак
11 081
Медики назвали унікальну ягоду, яка знижує цукор у крові
10 449
Підвищився тиск: як його знизити народними способами
8 649
Ніколи не прощають образ: найбільш мстиві знаки зодіаку
8 637
54-річний продюсер Ягольник одружився із художницею, заради якої покинув дружину
8 125
56-річна Надія Матвєєва розкрила два щоденних ритуали для енергії й як ставиться до вікових змін
0
Скільки коштує життя російського піхотинця, відповідає командир українського підрозділу безпілотників
0
Британка та американець з вищою освітою завалили НМТ з англійської мови
0
Після дощів переконайтеся, щоб на томатах не було цих плям: основні симптоми фітофтори
0
"Навмання мишкою тикати": всі проблеми з НМТ показали в одному курйозному відео
0
Українська війна дає Європі час на переозброєння – заява з Варшави
0
Знецінення і критика на рівному місці: головні ознаки, що роботу час змінювати
0
Не було такого огидного партнера: зірка Кварталу оцінила поцілунки з новим холостяком країни
0
8 сигналів тіла, які можуть свідчити про те, що щитовидна залоза вже на межі
0
"Кремль тебе знищить": Кондратюк висловився про втечу Трампа з G7
0
Кінець кар'єри: ВПС Ізраїлю знищили рідкісні іранські винищувачі F-14 Tomcat
0
Як не виглядати хамом на пляжі: 8 речей, які дратують усіх навколо
0
"Майстерність втягувати живіт": що про вагітність Нікітюк сказали Єфросиніна, Могилевська, Кароль
0
Дивні звуки, запахи та слова: ніякові моменти під час сексу, про які не говорять, але вони трапляються з кожним

Це надзвичайно тілесний процес: звуки, запахи, пози тощо. І ...

Позбутися від мух вдома дуже просто: їх відлякує лише один запах

Мухи можуть бути відлякані запахом евкаліпта, що можна ...

Перевезення лежачих хворих: досвід родин і рекомендації медиків

У кожної родини, яка стикалася з лежачим родичем, є своя ...