ComputersHowto
Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego nasze palce mają na sobie te wzory, prawie geometryczne - niektóre okrągłe, inne w kształcie łodzi? oczywiście to pomaga nam w lepszym chwytaniu i trzymaniu, ale jakie są szanse? Jakie są szanse, że nasze palce są prążkowane tak, jak są?
W porządku. Porozmawiajmy o tym w ten sposób. Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego winogrono marszczy się w taki sposób, jak rodzynki? Mówiąc statystycznie, jakie jest prawdopodobieństwo, że właśnie ten winogrono marszczy się tymi samymi wzorami w rodzynkę? Idąc dalej, może istnieć funkcja matematyczna wyjaśniająca wzory na zakrzywionych powierzchniach?
Teraz zespół matematyków i inżynierów z MIT opracował teorię matematyczną, potwierdzoną eksperymentami, która przewiduje, w jaki sposób kształtują się zmarszczki na zakrzywionych powierzchniach. Na podstawie swoich obliczeń ustalili, że jeden z głównych parametrów - krzywizna - rządzi rodzajem tworzonego wzoru: im bardziej zakrzywiona jest powierzchnia, tym bardziej jej wzory przypominają kryształową siatkę..
W poprzednich eksperymentach wytwarzano piłki wielkości ping-ponga w celu zbadania, jak ich wzór na powierzchni może wpływać na opór kuli. Zaobserwowano charakterystyczne przejście we wzorach powierzchni kuli, gdy powietrze było powoli wysysane: gdy powierzchnia kuli została ściśnięta, zaczęła się ona zagłębiać, tworząc wzór regularnych sześciokątów, po czym ustąpiła miejsca bardziej zawiłej, labiryntowej konfiguracji, podobnej do odcisków palców.
Zobacz także: Fizycy tworzą paski Mobiusa przez polaryzację światła
Zespół przewidział, że istnieje matematyczne ramy opisu zmarszczek w postaci teorii sprężystości. Łącząc koncepcje z mechaniki płynów z teorią sprężystości, wyprowadzono uproszczone równanie, które dokładnie przewiduje zmarszczki.
W symulacjach komputerowych naukowcy potwierdzili, że ich równanie rzeczywiście było w stanie poprawnie odtworzyć wzorce powierzchni obserwowane w eksperymentach. W związku z tym byli również w stanie zidentyfikować główne parametry rządzące wzornictwem powierzchni.
Jak się okazuje, krzywizna jest jednym z głównych wyznaczników tego, czy pomarszczona powierzchnia zostanie pokryta sześciokątami, czy też bardziej labiryntowym wzorem: im bardziej zakrzywiony obiekt, tym bardziej regularna jest jego pomarszczona powierzchnia. Grubość powłoki obiektu również odgrywa rolę: jeśli zewnętrzna warstwa jest bardzo cienka w porównaniu z jej krzywizną, powierzchnia obiektu będzie prawdopodobnie pofałdowana, podobnie jak odcisk palca. Jeśli skorupa jest nieco grubsza, powierzchnia utworzy bardziej sześciokątny wzór.
Bądź na bieżąco z trendami i najnowszymi wiadomościami naukowymi i technologicznymi z fossBytes.
