Команда фізиків з декількох університетів США досліджувала, що відбувається під поверхнею землі в момент потужного удару – наприклад, при взаємодії з ракетою або метеоритом. Виявилося, зокрема, що матеріали на зразок піску стають стійкішими у міру збільшення сили удару. Стаття вчених опублікована в журналі Physical Review Letters, коротко про результати повідомляється також у відповідному прес-релізі.
Вчені розробили технологію, яка дозволила їм в лабораторії створити симуляцію високошвидкісного впливу на ґрунт і подивитися за допомогою сповільненої зйомки, що відбувається в результаті такого удару.
Вони запускали невеликий металевий снаряд зі швидкістю 6 м / с з висоти трохи більше двох метрів в яму, заповнену бісером. У момент впливу кінетична енергія снаряда передавалася окремим намистинам, кожна з них передавала далі всім сусіднім і так далі, таким чином поглинаючи силу удару. Вся дія записувалася високошвидкісною камерою.
Що відбувається, можна було наочно побачити на сповільненій зйомці, оскільки фізики використовували прозорі намистини, які по-різному проводили світло, будучи по-різному стислими. Таким чином, можна було побачити картинку, як удар снаряда трансформується у взаємодію між намистинами, куди припадає найбільша сила впливу і так далі.
Читайте також: Вибухи небезпечних метеоритів це не випадковість, а закономірність
Змінюючи щільність намистин, вчені моделювали удар різної сили і дивилися, що це міняє в картині розповсюдження. Виявилося, що на високих швидкостях енергія удару розподіляється набагато швидше і ефективніше, намистини сильніше притискаються одна до одної, відбувається більш потужний опір удару.
Автори наводять просту метафору для розуміння цієї закономірності. Уявіть, що вам треба пройти крізь щільний натовп людей. Чим швидше ви будете бігти, тим складніше вам буде це зробити, тим більший опір ви будете зустрічати на своєму шляху.
Експерименти пояснили, зокрема, чому ракеті, проникаючу в грунт, не вдається створити за допомогою збільшення потужності і швидкості їх руху. Чим сильніше впливає ракета, тим сильніший чинить опір і шар ґрунту і піску. Власне, фінансувало дослідження відомство, що займається питаннями протидії військовій загрозі.
Натхнення: scientificrussia.ru