携手健康网携手健康网

计算塌陷环的扭结以预测稳定性

来自牛津大学,麻省理工学院和利默里克大学的一组研究人员发现,可以通过计算折叠环的扭结来预测其稳定性。在发表在《Physical Review Letters》杂志上的论文中,该小组描述了他们进行的实验,其中涉及在肥皂膜上放置一个弹性环并记录当环塌陷时会发生什么。

关于物理学领域有趣的事情之一是它的范围。在研究领域的研究仰望星空解释我们是如何走到这里; 其他人则研究量子世界,试图更好地了解我们所知道的现实存在的方式,然后出现了更少的奇特应用,例如研究事物如何以及为何以某种方式改变它们的行为。为什么桥梁突然弯曲并跌落?还是为什么汽车挡风玻璃会在积雪的压力下弯曲,究竟需要多少积雪?物理学家研究了这种屈曲,以更好地了解材料在不同条件下如何工作。

在这项新的尝试中,研究人员想知道放置在肥皂膜上的弹性环塌陷时所涉及的因素。先前的研究表明,这种环会根据不同的因素以不同的方式崩溃。研究人员想知道这些因素是否可以预测。为了找到答案,他们对弹性环和肥皂膜进行了多次实验。

所有实验都涉及相同的基本设置。将肥皂膜涂在一定量的水中。然后将环放在肥皂膜上。圆环固定到位后,研究人员通过在圆环外部用别针戳肥皂膜来破坏表面张力。随着表面张力的释放,环塌陷并沉入下面的水中。动作是用高速相机捕获的。实验之间唯一改变的因素是环的厚度和宽度。

研究人员发现,当环的壁又宽又薄时,环会向内弯曲;而当壁较厚时,环会向上和向下弯曲。然后,他们创建了一个模型来预测根据环属性而发生的环屈曲类型。测试表明,该模型可以根据所使用的环的类型准确预测会发生哪种屈曲。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。