作者:鲍勃·伊尔卡,物理
(同organic)有机 实验的一般原理:一个封闭的弹性物体(一个环或环)被装在一个肥皂膜里
当t = 0时,外部肥皂膜破裂,使得内部肥皂膜完好无损的物体自由下落
来自内部皂膜的不平衡表面张力使物体动态弯曲;这个动作是由高速摄像机捕捉的
信用:arXiv:1812
11009 [cond-mat
软] 牛津大学、麻省理工学院和利默里克大学的一组研究人员发现,通过计算坍缩环的扭结来预测它的稳定性是可能的
在他们发表在《物理评论快报》杂志上的论文中,该小组描述了他们进行的实验,包括将一个弹性环放在一个肥皂膜上,并记录当环破裂时会发生什么
物理学领域有趣的事情之一是它的范围
该领域的研究人员研究星星,试图解释我们是如何来到这里的;其他人研究量子世界,寻求更好地理解我们所知道的现实是如何存在的——然后是不太奇特的应用,比如研究事物是如何以及为什么会以它们的方式弯曲
为什么一座桥会突然扣起来掉下来?或者说为什么汽车挡风玻璃在雪的重压下会发生翘曲,到底需要多少雪?物理学家研究这种屈曲是为了更好地理解材料在不同条件下是如何工作的
在这项新的研究中,研究人员想知道当一个放在肥皂膜上的弹性环破裂时会涉及哪些因素
先前的研究表明,这种环会根据不同的因素以不同的方式坍塌
研究人员想知道这些因素是否可以预测
为了找到答案,他们用弹性环和肥皂膜进行了多次实验
所有的实验都涉及相同的基本设置
在一定量的水中涂上一层肥皂膜
然后在肥皂膜上放一个戒指
一旦环固定到位,研究人员用针在环外戳肥皂膜来打破表面张力
随着表面张力的释放,环坍塌并沉入下面的水中
这个动作是用高速摄像机拍摄的
实验之间唯一变化的因素是环的厚度和宽度
研究人员发现,当环壁又宽又薄时,环会向内弯曲——但当壁厚时,环会向上和向下弯曲
然后,他们创建了一个模型,根据环的特性来预测环屈曲的类型
测试表明,该模型可以根据所用环的类型准确预测哪种屈曲会发生
弹性环动态屈曲的实验快照(h = 1mm = Rout-Rin,Rin = 23
5毫米,E = 42千帕)和(b)环(h = 110米,Rin = 25毫米,Rout = 34毫米,E = 200千帕)在不平衡表面张力的作用下
信用:arXiv:1812
11009 [cond-mat
软]
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