Фізики створили універсальну модель того, як розбиваються речі при падінні

Французький фізик розробив універсальну модель того, на які шматочки розбиваються речі при падінні. Вона виявилася справедливою для речей із різною текстурою та розмірами, як-от ваз, кубиків цукру чи навіть пластику в океані. Така модель може знайти застосування для відстеження сміття в океані та запобігання зсувам ґрунту в горах. Дослідження опублікували в журналі Physical Review Letters.

Фізики створили універсальну модель того, як розбиваються речі при падінні. GIPHY

Як різні речі можуть розбиватися за одним законом?

Фізики давно помітили, що після розбивання розмір уламків розподіляється за певною кривою, тобто завжди є стала кількість найменших, трохи більших і найбільших уламків. Щоб описати цю криву математичною моделлю, науковець досліджував різні сценарії появи уламків, зокрема рідкісні — наприклад, коли ваза розбивається на чотири однакових фрагменти, чого майже ніколи не стається у реальному житті. Серед цих сценаріїв дослідник обрав той, що мав найбільшу ентропію, тобто ступінь невпорядкованості розміру та кількості уламків.

Ці дані він поєднав із розробленими ним і колегами моделями зміни загальної щільності фрагментів після розбивання предметів. Таким чином науковець отримав модель, яку перевірив на результатах попередніх експериментів із падіння та розбивання речей, у яких фіксували кількість і розмір уламків. Як виявилося, вона не працювала лише у випадках, коли ентропія була дуже низькою, наприклад, коли струмінь рідини розпадався на багато краплин однакового розміру. Дослідник передбачає, що таку модель також можна буде використати для передбачення форми фрагментів, які утворюються через розколювання предмета, і аналізу взаємодії між ними.

Як фізики описують явища у реальному житті

🥚 Серія експериментів показала, що яйця розбиваються рідше, якщо падають на бік, а не прямо. Раніше науковці вважали навпаки.

☕️ Донести чашку кави, не розливши рідину, також допоможуть фізичні підходи, такі як синхронізація рухів чашки та кави в ній.

🍳 Фізики описали три різні механізми, які спричиняють появу бульбашок у розігрітій на сковорідці олії.