Дослідники з Амстердамського університету, Unilever Vlaardingen і EPFL Lausanne виявили, що існують два різних процеси руйнування з відмінними типами осколків.
Коли склянка падає на підлогу і розбивається, її осколки будуть варіюватися за розміром від великих до дуже маленьких. А ось розбите скло автобусної зупинки буде більш-менш рівномірним. Вчені спробували пояснити, чому так відбувається.
Автори Стефан Коой, Жерар ван Дален, Жан-Франсуа Молінарі і Даніель Бонн досліджували процес фрагментації й виявили, що існують два дуже різних способи руйнування. Скло на автобусних зупинках руйнується інакше, оскільки воно було оброблено особливим чином, через це в ньому є внутрішнє напруження: воно в кінцевому підсумку і призводить до подібності фрагментів.
Щоб вивчити процес, що відбувається зі склом автобусної зупинки, дослідники вивчили аналогічний вид скла, який називається краплею принца Руперта або голландською сльозою. Вони виходять шляхом капання розплавленого скла в холодну воду. Оскільки скло спочатку твердне зовні і тільки потім всередині, всередині краплі виникають великі напруги, які можна порівняти з тими, які виникають в склі автобусної зупинки.
В інтернеті можна знайти велику кількість відеороликів, на яких показані особливі властивості таких крапель: вони можуть витримати удар молотком, але розбиваються на шматки, якщо їм затиснути хвостик.
Коли ви кидаєте звичайну склянку на підлогу, відбувається ієрархічний процес. Енергія, яка є при русі скла, набагато більша, ніж необхідно для одноразового руйнування. Щоб позбутися від всієї кінетичної енергії, всередині скла з’являється все більше і більше тріщин. Процес ієрархічний – він йде від великих тріщин до все більш дрібним.
Більшість ситуацій, в яких об’єкти ламаються, відносяться до ієрархічних типів. Виняток виникає, коли енергія для руйнування об’єкта надходить не ззовні, а є результатом внутрішніх напружень, як у випадку зі склом автобусної зупинки й краплями принца Руперта. В такому випадку утворення тріщин відбувається не від великих до малих, а абсолютно випадковим чином. В результаті фрагменти мають певний розмір, який визначається величиною внутрішньою напругою в матеріалі.
Натхнення: hightech.fm