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
Телеведуча Наталія Мосейчук потрапила до чергового скандалу
72 308
Каша на сніданок: з чим не можна поєднувати гречку, попередила лікарка
26 267
Чоловік побудував крихітний будинок, щоб насолити сусідам-мільйонерам
21 811
Жінка виявила незнайомця, який ховався під її ліжком і жив у будинку протягом 4 місяців
19 770
"Запам'ятає до кінця життя": пілот провчив жінку, яка хотіла вийти з літака першою
18 070
40 тисяч штрафу навіть тверезому: кому з водіїв заборонено сідати за кермо
17 162
В Росії стали масово облизувати курячі яйця: хочуть компенсацію в 1 млн
16 428
Високий холестерин: 4 основні продукти, які допоможуть знизити рівень
15 053
Тесть благословив: чоловік закохався в тещу та одружився з нею (відео)
15 048
Овоч, що діє як ліки від підвищеного холестерину
13 737
Названо п’ять ознак раку легенів, які легко проігнорувати
13 529
Хлопець, який за 15 тисяч доларів став собакою, тепер мріє перевтілитись у кота
13 477
Жінка дізналася про зраду чоловіка після того, як цуценя проковтнуло стринги його коханки
12 334
Експерти розповіли про корисну альтернативу продуктам, які підвищують холестерин
1
3 напої, які можуть підвищити рівень холестерину
0
У Балашисі Московської області впав дрон, - губернатор
0
Експерти розповіли, як швидко та легко стерилізувати банки
0
Вісім країн запропонували включити Україну до оборонної промисловості ЄС
0
Як швидко позбутися від жиру на шиї і другого підборіддя: ефективні способи
0
Найбільш корисні продукти для очищення артерій
0
Як зберігати мотивацію та ентузіазм у виконанні повсякденних завдань та досягненні цілей
0
Що потрібно петрушці: секрети вирощування соковитої, ароматної та насиченої зелені
0
Що таке «агресія невизнання» у котів, та що з цим робити господарям
0
Помідори та перці потішать гарним урожаєм, якщо їх підживити звичайним пшоном
0
Третя штурмова знищила окупантів на мотоциклі під час спроби штурму на Харківщині (відео)
0
Жорсткий бій з російськими окупантами на мотоциклі та українським кулеметником зняли з різних ракурсів
0
Як знизити кров'яний тиск за три місяці: вчені назвали п'ять важливих звичок

Велике значення для здорового серця мають фізичні ...

Настя Каменських показала чесні кадри свого обличчя без фотошопу

Співачка 37-річна Настя Каменських поділилась з ...

5 речей, які ніколи не одягне багата жінка: вони видають несмак і мають дешевий вигляд

Багатство не гарантує гарний смак, але воно дає можливість ...