Physikalische schafft die Formel, die vorhersagt, wie oft Sie ein Crepe falten können, bevor es bricht
Ein Jugendliche physische Galo hat den Zweifel gelöst wie oft ein Crepe verdoppelt werden kann ohne es zu brechen. Tom Marzin von der Cornell University hat eine Zahl definiert, die "elasto-gravitational Länge", die Dichte, Steifigkeit und Schwerkraft betrifft, um das Verhalten von elastischen Massen vorherzusagen. Seine Studie zeigt, dass eine 26 cm und weniger als 1 mm dicke Krepp bis zu vier Falten unterstützt, während ein Weizenomelet gleicher Größe, jedoch 1,5 mm nur zwei toleriert.
Der Wettbewerb zwischen Schwerkraft und Elastizität
Marzin beobachtete, dass kleine Falten in einem Krepp neigen, loszuwerden, während die breiteren bleiben stabil. Das Wettbewerb zwischen Kraft der Schwerkraft und Elastizität des Materials ist der Schlüssel zum Phänomen. Durch das Aufhängen der Masse des Randes eines Tisches quantifizierte er, wie viel gestreckt und die elastogravitationale Länge definiert wird, einen Parameter, der sich in einem einzigen Wert zusammensetzt, wo er ohne Bruch beugbar ist.
Dieser Ansatz unterscheidet sich von Verhalten der traditionellen Origami-Krepp: anstatt scharfe Kanten, erscheinen sie weiche Falten deren Form von der Verteilung des Gewichts abhängt. Je größer die elasto-gravitationale Länge, desto geringer die Fähigkeit zu falten, was erklärt, warum die Weizen tortillas, die dicker, vor brechen.
Wie die tatsächliche Faltengrenze gemessen wurde
Um manuelle Variabilität zu vermeiden, bat Marzin seine Mutter in Großbritannien zu kaufen gleichmäßige Dicke industrielle Krepp. Mit Kalibern und Regeln hat er den Durchmesser und die Dicke jeder Probe gemessen und progressive Falten angewendet. Er fand, dass ein 26 cm und 0,9 mm Blatt vierfach vor dem Rissen war, während ein 1,5 mm Blatt nur zwei war.
Die Berechnungen zeigen, dass die elasto-gravitationale Länge der Tortilla ist 3,4 mal höher als die des Krepps, was seine Wohnfläche vorhanden für neue Falten. Das Verfahren erlaubt es, für jede flexible Masse vorherzusagen, ob es genügend glatte Oberfläche geben wird, um weiter zu biegen oder ob das Material zusammenbricht.
Anwendungen über die Küche
Obwohl Experiment wurde aus kulinarischer Neugier geboren, elasto-gravitationale Länge Es dient zum Verständnis dünner Bleche in der Technik, wie Schutzfolien oder biologisch abbaubare Verbindungen. Weiche Robotik-Forscher haben Marzin bereits kontaktiert, um die gleiche Physik auf flexible Greifer anzuwenden, die ohne Bruch aufrollen.
Die Arbeit, die in der American Society of Physics präsentiert wird, zeigt, dass selbst die meiste heimische Frage verbergen kann Universalprinzipien des GegenstandsDas nächste Mal, wenn Sie Krepps vorbereiten, werden Sie wissen, dass die Wissenschaft bereits die Grenze gesetzt hat: vier Falten für die feine Masse und zwei für die dicke. Von dort zu gehen bedeutet, die Schwerkraft zu fordern und den Kampf zu verlieren.