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

Додати як бажане джерело в Google

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


Читають Коментують
Казус у відпустці: туристка залишилася без спідньої білизни під час поїздки
34 411
Названо найрозумніші знаки зодіаку: для них немає непосильних завдань
33 767
Дружина спіймала чоловіка на зраді завдяки його бажанню отримати знижку при покупках
33 295
У Мережі висміяли наречену з пишними формами через рвану сукню
25 840
Хотів вийти: пасажир відчинив двері літака, бо посварився з дівчиною
19 784
Тромби бояться цього списку: 5 продуктів, які чистять судини швидше за аспірин
19 447
Медики розповіли, як кулаками можна нормалізувати артеріальний тиск
15 809
6 незвичних симптомів, які вказують на проблеми з судинами і серцем
14 458
Кардіологи назвали симптоми тихого інфаркту
12 592
Ознакою жирової хвороби печінки назвали незвичайний стан долонь
11 845
Медики розповіли, як оновити клітини підшлункової залози без ліків
11 212
Лікарі назвали симптоми хвороби печінки, що вимагають швидкої допомоги
10 728
"Викрали і катували": Ектор з "МастерШеф" показав себе в юності та розповів про найважчі роки
10 457
4 корисні продукти, які можуть підвищити тиск, ризик інфаркту або інсульту
0
Часто хочеться пити: про які проблеми може сигналізувати постійна спрага
0
Як почистити ущільнювальну гумку пральної машини від плісняви: бюджетні варіанти
0
Казус у відпустці: туристка залишилася без спідньої білизни під час поїздки
0
Яка категорія людей не може кинути палити - результати дослідження
0
Туристи масово розчаровуються у цих пляжах Європи: куди радять не їхати в сезон
0
Катерина Кузнєцова здивувала заявою про зарплати українських акторів під час війни
0
Що треба зробити, щоб бегонія постійно квітла: секрети догляду
0
Стася Ровінська розсекретила свою максимальну вагу і на скільки вже їй вдалося схуднути
0
Елісейський палац опублікував відео з саміту G7 під російський трек Капібара
0
Справжнє кохання без фільтрів: яке інтимне зізнання зробила Дорофєєва у день народження чоловіка
0
Ніколи не косіть траву за цієї умови: газон зіпсуєте за лічені хвилини
0
За одну ніч перетворить на решето: в Україні лютує небезпечний шкідник, який масово нищить капусту
0
Брак цього продукту сприяє ранньому старінню у жінок

Брак навіть одного продукту в раціоні жінок може посприяти ...

Смачна і свіжа полуниця: найкраще закручування на зиму, яке варто зробити вже сьогодні

Якщо ви любите ласувати полуницею не лише в сезон, таке ...

Закохатися, перебуваючи у шлюбі: чому це стається навіть у щасливих стосунках

Багатьом здається, що справжнє кохання автоматично захищає ...