Стрельба резиновыми лентами

Резинка летит со скоростью 12,5 м/с

Physical Review Letters 2019-01-04

Александрос Оратис (Alexandros Oratis), Джеймс Берд (James Bird ), Бостонский университет (Boston University), США, напечатали статью "Стрельба резиновыми лентами: два самоподобных сжатия растянутого эластичного клина" (Shooting Rubber Bands: Two Self-Similar Retractions for a Stretched Elastic Wedge) в журнале "Письма физического обзора" (Physical Review Letters), 2019, Январь, 122(1).

Стрельба резиновыми лентами - знакомый опыт как для детей, так и для взрослых, но динамика процесса настолько быстрая, что ее невозможно рассмотреть простым глазом. Когда эластичная лента растягивается и потом внезапно освобождается, динамика зависит от баланса растяжения и инерции. Однако, при растяжении, создается область сильного изгиба, и неясно, как этот изгиб влияет на динамику. Используя высокоскоростное видео, исследователи проанализировали, что происходит с резинкой во время стрельбы.

Техника стрельбы известна всякому с ранних лет. Резинка цепляется за палец одной руки и растягивается пальцами другой руки. Потом отпускается. Если все сделано правильно, резинка летит в цель. Стандартизируя операцию с помощью цилиндра, а не пальца, ученые снимали детали процесса стрельбы и тщательно их изучили.

Авторы демонстрируют, что во время сжатия резиновой ленты развивается волна, длина которой увеличивается с течением времени. Посредством комбинации экспериментов и моделирования исследована скорость, с которой втягивается задняя часть упругого элемента. Наблюдаются формы ленты в процессе сжатия, которые зависят от растяжения, инерции и изгиба. Динамика сжатия показывает, как резиновая лента может правильно пролетать мимо пальца, не ударяя по нему.

Результаты многочисленных экспериментов дают несколько советов о том, как сделать более точный выстрел. Нельзя, к примеру, натягивать ленту очень сильно, лишнее натяжение приводит к повышенной скорости сжатия, поэтому трудно избежать столкновения резинки с пальцем. Кроме того, широкая лента лучше тонкой, так как палец напрягается сильнее и когда отпускают резинку пальцу легче уклониться от удара. Если все сделано правильно, обычно резинка летит со скоростью примерно 12,5 м/с.

Исследователи говорят, что их модель может описать поведение множества разнообразных упругих объектов от 100-метровых рогаток в парках развлечений до молекулярных рогаток для доставки лекарств точно по назначению.

Комментарий:

Шнобелевская премия 2010 транспорт

Ученые взяли карту Японии и поместили кусочки овсяных хлопьев на города страны. На Токио они положили грибок Physarum polycephalum (грибковая плесень). Подождал 24 часа. В результате получилась почти точная копия железнодорожной сети вокруг города Токио
подробнее

Шнобелевская премия 2009 по химии

Дело было так. Хавьер Моралес, Мигель Апатига и Виктор Кастаньо из Национального автономного университета Мексики, Мехико, напечатали статью - Рост алмазных пленок из текилы, журнал Сообщения науки о материалах (Reviews on Advanced Materials Science), №22
подробнее

Источник - пресса

Шнобель Процедура Пресса Анналы Архив Статьи Шнобелист