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
Обличчя російських атлетів під час гімну України на Паралімпіаді-2024 потрапили на камеру
29 263
Знайдений овоч, який очищає організм від токсинів, цукру і холестерину
28 177
Чоловік запросив у подорож з дружиною маму: усе ледь не закінчилось розлученням
20 191
У Румунії жінка підпирала двері шматком бурштину за мільйон євро
14 216
Кумедне фото: конфуз принцеси Маргарет, який часто трапляється і з принцесою Кейт
13 216
Знайдено рослину, яка може значно знизити рівень цукру в крові після їжі
12 196
Закарпатські прикордоники зустріли “рудого злодія” на кордоні зі Словаччиною
10 805
Чоловік "епічно помстився" сусідові, який паркує свої авто біля його будинку
9 491
Олена Кравець розповіла про тривалу боротьбу з важкою хворобою
8 738
Шість ранніх ознак того, що печінку вже пошкоджено через алкоголь
8 646
Учні столичної школи сплутали мера Києва Кличка з президентом України Зеленським
8 581
Лікар назвала найкращі продукти для природної детоксикації організму
8 542
Штраф 1300 гривень: де українським водіям заборонено мити свої автомобілі
7 914
58-річна Сальма Гаєк показала свою колекцію купальників на розкішній фігурі
0
Механік попередив водіїв про небезпечний звук після запуску двигуна автівки
0
Як за допомогою звичайної банки набагато довше зберегти часник свіжим та твердим
0
Названо 8 неочевидних ознак того, що у вас із кимось може бути сильний взаємний потяг
0
В білому боді серед троянд: Саліванчук спокусила новим образом
0
Лікарі визначили продукти, які викликають запалення кишечника
0
Навіщо класти пакет до пральної машини: можна вирішити дві проблеми під час прання
0
П’ять найкращих гібридних автомобілів, які можна придбати просто зараз
0
Мадонна у прозорій сукні влаштувала ніжну фотосесію з конем
0
Скільки солі та цукру потрібно на банку помідорів
0
Як зробити підживлення з чорнобривців: від хвороб, шкідників та для багатого врожаю
0
Топмодель Алессандра Амбросіо у відвертому купальнику гаряче зіграла у пляжний волейбол
0
США закликали країни не давати Путіну трибуну для просування його агресії - заява
0
Додайте всього чайну ложку засобу у воду: шкаралупа буде відлітати від яєць

Для полегшення чищення яєць після варіння рекомендується ...

8 ознак, за якими можна зрозуміти, що жінка «жебрачка»

Не усі ті жінки заможні, що мають чоловіка-мільйонера та ...

Наречена на мільйон: названі риси жіночого характеру, які притягують заможних чоловіків

Експерти впродовж довгого часу вивчали особливості ...