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
Стало відомо, які продукти різко підвищують рівень цукру в крові
33 268
Медики назвали відмінність пияцтва від алкоголізму
19 225
Аварія в океані. Вчені вперше зняли зіткнення човна і рідкісної гігантської акули
13 390
У Держдумі РФ звинуватили «Чебурашку» у руйнуванні російських цінностей
13 328
Набридло чекати: хлопець розчистив виїзд з парковки за допомогою екскаватора
12 780
Гімнаст протестував "ліжко від занять сексом" на Олімпіаді: що з'ясувалося
10 890
Фанат тату забив майже все тіло чорнилами та приголомшив, який вигляд мав до перевтілення
10 685
Гості на весіллі залишилися голодними після невдалого "жарту" нареченого і нареченої
10 170
"Ходжу в супермаркет з паспортом": 48-річна жінка стверджує, що припинила старішати
9 653
В Україні введуть обмеження для водіїв пенсійного віку: що зміниться
9 564
Конфуз: Порошенко покликав боротися з Московською церквою покійного Майкла Джексона
8 684
Позбавити прав можуть будь-кого: в Україні почали карати водіїв за чужі порушення
8 117
Серцевий напад: непомітна ознака в роті, яка попереджає, що ви в групі ризику
7 703
Як правильно обрізати листя петрушки, щоб росла до пізньої осені
0
Названо три групи продуктів, які наповнюють кишківник руйнівними токсинами
0
5 найбільших шкідників картоплі: як з ними боротися
0
Названо бюджет Олімпійських ігор-2024 у Парижі
0
Інсульт може виявлятися неочевидними ознаками
0
ЗСУ дурять росіян: як українські макети змушують ворога марнувати дорогі ракети
0
Гороскоп на 27 липня для всіх знаків зодіаку: день успішної розумової праці
0
Тіна Кароль чесно сказала, чи робила пластичні операції
0
Надія Мейхер уперше за тривалий час вийшла на зв'язок: де та чим займається зараз артистка
0
Якими автомобілями найбільше задоволені їх власники - дослідження
0
Топ-5 класних авто до 4000 доларів, які можна знайти на українському авторинку
0
Популярна в Україні марка випустила бюджетний позашляховик з величезним запасом ходу (фото)
0
Навіщо на спідометрах сучасних авто нанесені червоні позначки: про цю важливу функцію мало хто знає
0
Цей симптом на обличчі свідчить про високий тиск: що відомо

  Гіпертонія, або підвищений артеріальний тиск, це стан, ...

Чи можна харчуватися лише один раз на день? Вчені дали відповідь

  Сучасний ритм життя часто призводить до того, що людина ...

Як знизити кров'яний тиск за три місяці: вчені назвали п'ять важливих звичок

Велике значення для здорового серця мають фізичні ...