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
Українська співачка: мій чоловік незаконно покинув Україну, але йому не соромно
25 024
Відома українська співачка зменшила груди й показалася після операції: "Було мрією з 13 років"
19 429
Батько хотів включити "білий шум", аби дитина заснула, але щось пішло не так
17 915
Скільки потрібно грошей для комфортного життя в Україні: експерт назвав цифри
15 367
Менше цієї суми пенсіонери не можуть отримувати: рішення Конституційного Суду
15 098
Чоловік хотів придбати піджак, а знайшов чужий секрет: що виявилося у кишені
13 323
Чотири симптоми, які вказують на дуже високий артеріальний тиск
12 919
"Я в Польщі": Хто той блогер, чиє відео з перетину кордону стало вірусним у TikTok
12 626
Мешканцям не дуже зручно говорити, звідки вони: під Харковом є село-запитання
12 147
Коли треба поєднати пляж і роботу: відео з Одеси розсмішило соцмережі
12 144
Лікар назвав чотири продукти, які розчиняють тромби
11 796
Як вивести холестерин з організму без таблеток: учені назвали найпростіший спосіб
11 535
Знижує тиск і вагу: названо дешевий продукт, який потрібно вживати щодня
11 079
Чотири знаки зодіаку, які найчастіше розбивають серця
0
Є з ким їсти гречку: українка похизувалась незвичайними вихованцями
0
"Такі речі принизливі": ексдружина Розового розповіла, що він хотів від неї в сексі
0
Село-символ: знайдено населений пункт, назва якого влучно характеризує сучасне життя в Україні
0
12 рослин, які категорично не можна обрізати восени: поради садівників
0
«Мене чекає довгий процес лікування»: MELOVIN назвав свій діагноз і розповів, як кожен може його підтримати
0
Названий чай, який знижує рівень цукру в крові до мінімуму: коштує копійки
0
Час ризикувати: 3 знаки Зодіаку, на яких чекає фінансовий прорив до кінця 2025 року
0
Могилевська розповіла про неочікуване хобі, яке чоловік розділив із донькою
0
Вбивство на Вінниччині: в ліцеї розповіли, чи могли учні цькувати брата вчителя
0
Куди восени подіти яблука, які попадали з дерева
0
Угода, чи тотальна війна: Що означають ультимативні заяви Вашингтона щодо санкцій проти РФ
0
Зелене добриво для городу: що посіяти у вересні, щоб покращити ґрунт
0
Дружба й секс: чи можна їх поєднати без неприємних наслідків

Дружба та сексуальність — це два потужні виміри людських ...

Несподіваний захисник: популярна закуска може значно знизити рівень «поганого» холестерину

Дослідження показало, що авокадо, основний інгредієнт ...

Від помпи до сенсора: як змінювалися дозатори для рідкого мила

Історія гігієни тісно переплетена з історією пристроїв, які ...