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Auteur | Zhang vingt-sept
Si vous aimez les céréales de petit-déjeuner à un bol de cercle de mousse de lait, vous trouverez peut-être que les anneaux de céréales et le lait ne seront pas répartis uniformément dans la surface, mais se réunir, ou près du côté de la distribution du bol.
Ne pas manger cercle de céréales n'a pas d'importance, quand cola ou autres boissons gazeuses, vous remarquerez peut-être un phénomène similaire: la surface de la soude en mousse ou en bouquet, ou à proximité de Beibi, bref, très peu sporadiques petites bulles bulle errant seul.
En fait, plus d'un grain de cette densité de cercle et de la mousse que les objets d'eau, celles supérieures à la densité des objets d'eau peut également produire un phénomène similaire. Par exemple, si vous avez tiré plusieurs agrafes ou trombones flottant dans l'eau, ils attirent quand ils sont proches. Mais quand un pushpin avec un cercle se rencontrent céréales Céréales, ils mutuellement exclusifs.
Le petit déjeuner a été découvert dans le phénomène a attiré l'attention des physiciens, il a donc un nom très « délicieux »: " Grain effet cercle « (Cheerios Effect).
« Effet de cercle Grain »
En fait, « l'effet de cercle de grain » dès jusqu'à 70 ans auparavant, il a été découvert et ont déclenché été discuté, mais jusqu'en 2005, les scientifiques de l'Université de Harvard ont pour la première fois ce phénomène a été expliqué dans les calculs détaillés et le modèle. documents connexes publiés dans le « American Journal of Physics », l'un de ses auteurs L. Mahadevan désireux d'expliquer le phénomène de la vie quotidienne avec les principes physiques, comme l'observation du processus de séchage de peinture, où se trouve le processus de papier, ainsi que la mécanique des structures et de l'étude de l'origami la dynamique des fluides d'encre.
Selon l'interprétation du document, « l'effet de cercle de céréales » de Amener la tension superficielle et la déformation au niveau de la capillarité . Peut être généré lorsque deux objets à proximité de la déformation de la surface du liquide due à la gravité et l'énergie potentielle des surfaces du système tend à un minimum, vont attirer ou repousser l'un l'autre objet.
Vous pouvez imaginer un canapé suffisamment doux coussin, mettre deux balles sur elle, la balle va rouler ensemble. « Effet de cercle grain » est également une situation similaire. Lorsque vous mettez les deux broches sur la tension superficielle de l'eau afin qu'ils ne tombent au fond, deux fosses ne sont formés que dans l'eau. Quand ils ferment les stands vont fusionner deux Punaises seront réunis.
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cercle de céréales telles que dense sous forme d'objets d'eau, l'inverse est vrai. Lorsque les deux cercle de céréales flottant dans l'eau, la flottabilité leur fera Il a tendance à être le point le plus élevé du niveau de liquide . Etant donné que la force capillaire de sorte que la surface du liquide à proximité des anneaux de céréales autour de la saillie et la paroi de tasse, deux « colline » lorsqu'il est combiné sera proche ensemble ou anneau de céréales ferme la paroi de la coupelle.
Cependant, si un objet lourd sur une lumière deux flottant sur l'eau, lorsqu'ils sont à proximité d'un évidement et une saillie adjacente est, cette fois, il va augmenter l'énergie de surface, de sorte qu'ils sont mutuellement exclusifs.
"Reverse Grain effet de cercle."
Le solide sur la surface du produit liquide volonté effet de cercle de céréales, alors comment va tourner? L'étude a révélé que Des effets similaires peuvent également produire des gouttelettes tombent sur une surface solide , Les surfaces molles sont suffisamment longues pour solides.
L'étude, publiée dans le "National Academy of Sciences" en 2016. Trouvé que, en faisant varier le degré de surface solide mou, la goutte peut être contrôlé d'une manière répartie.
Dans différentes épaisseurs des surfaces élastiques, des gouttelettes d'eau reflète l'interaction de deux aspiration différente (à gauche) et de rejet (à droite). (Source :. S Karpitschka et al, 2016.)
Co-auteur du document, Lorenzo Botto a présenté la Université Queen Mary de Londres :. « Cette découverte peut être appliquée à la surface de la conception matière liquide et la distribution de lié à la mode, tels que le verre anti-buée fabriqué en contrôlant le matériel et le logiciel et la surface Bo Hou du verre, nous agglomération ou dispersion peut être contrôlée en humidité d'un film ".
« Déformation de la surface Droplet ce qui les rend, et en raison de cette déformation, Interact - c'est un peu penser à la relativité générale, les trous noirs ou les galaxies se déforme l'espace et du temps autour d'eux, » le papier une autre co auteur, Stefan Karpitschka pense, « dans notre cas, il convient de noter que la direction de l'interaction peut être réglée par les médias, sans changer la particule elle-même. »
La taille de la mesure de la force
« Effet de cercle Grain » a été trouvé depuis de nombreuses années, mais dans le passé de la taille de la force entre les grains cercle ne sont que des calculs théoriques, l'absence de vérification des résultats de mesure réels. En effet, la mesure à une si petite échelle que réelle effort Très difficile. La méthode traditionnelle de mesure d'un capteur est généralement disposé sur un objet, mais la force est trop petite, toute méthode de mesure mécanique provoque une grande interférence.
Récemment, une équipe de recherche à l'Université Brown a trouvé un moyen de La mesure directe de la taille de ces forces . Les résultats ont été publiés dans « Physical Review Letters ».
Selon l'un des co-auteur du papier, Ian Ho premier cycle à l'Université Brown, ceci est la première fois mesurée en centimètres et en millimètres échelle tels que effort . Il a dit: « Ce phénomène peut être vu partout dans la vie, très important et est pour la conception de robots miniatures, mais n'a jamais été au-delà des mesures expérimentales de cette échelle. » Alors ils ont décidé d'avoir un essai.
Un autre co-auteur du papier, Danial professeur Harris à l'Université Brown disent qu'ils se inspirer du terrain: « Nous devons mesurer la taille de la force et le poids d'un moustique presque, mais le champ heureusement magnétique fournit une méthode pour non mécanique, à force est appliquée à ces objets. "
Les chercheurs 3D impression des deux disques anneaux de taille de grain, et ajouté à un bloc dans lequel un aimant très faible. En appliquant un champ magnétique autour des deux disques peut être mesuré la force nécessaire pour séparer.
I. Ho et D. M. Harris / Université Brown
L'étude a révélé que L'interaction entre l'anneau de grain effort Plus grandes que les prévisions du modèle précédent . Cela peut être parce que l'inclinaison du disque se produit lorsque deux fermer cette inclinaison était conduit face à de plus de pression sur le disque, donc augmentera l'attraction entre le disque. Papier également dérivé d'une loi, la taille de la masse de l'objet avec une telle force, le diamètre et l'espacement associé.
« Cette étude sera utile dans la conception de micro-robot, » Harris a présenté la route, «s'il y a des micro-machines multiples, ou comment un robot sur un petit morceau de la jambe de l'eau, vous devrez peut considérer entre eux le travail effort . C'est un domaine intéressant de la recherche, et nous sommes ravis de contribuer à cet effort. "
Petit-déjeuner en physique
En fait, il y a beaucoup d'effets dans le domaine de la physique et de la liées à l'alimentation de la théorie et le petit déjeuner.
Par exemple, on a constaté que, après avoir secoué un sac de noix, noix les plus grandes stars resteront toujours en haut. Compte tenu de ces gros morceaux de fruits dans les noix du Brésil sont généralement, cet effet est également connu sous le nom " Brésil effet écrou « (Effet noix du Brésil).
Source: Melchoir / wikipedia
Des études suggèrent que ce phénomène implique beaucoup de mécanismes complexes. Une théorie est intuitive, il pense que de petites particules de grosses particules rempliront le vide à gauche en secouant, donc les grosses particules seront peu à peu « coussin » vers le haut. L'introduction de cette théorie on pense « convection des particules » analyse plus complexe, que lorsque secouer le sac, les particules solides ont un mouvement de convection du fluide similaire - le mouvement ascendant des particules intermédiaires, les particules se déplacent vers le bas autour. Cependant, lorsque de plus grandes particules sont transportés à la convection de surface, en raison de restrictions de taille, il ne peut pas être déplacé vers le bas à partir du bord le long de la convection, de sorte que la noix du Brésil a été laissé dans la couche supérieure.
À l'heure actuelle ce phénomène est toujours pas une explication complète et unifiée, des études suggèrent que l'intensité des secousses, des particules de la matière, la forme du récipient, la surface du récipient, entre autres facteurs influenceront le mouvement de l'écrou. Selon ce principe, les ingénieurs ont conçu une avalanche coussins gonflables, les gens en cas d'une avalanche peut être « secouer » à la surface de la neige.
Un autre petit-déjeuner célèbre théorie physique est " effet anneau café « (Ring Coffee Effect), est l'origine du nom formera un anneau foncé dans le cercle du bord de la goutte après avoir déposé le café séché, qui est une forme différente l'écoulement capillaire du taux d'évaporation: Depuis le bord de la goutte rapide évaporation, ainsi, les gouttelettes sont formées, l'eau de processus de distribution matériel sera transporté vers le bord de la goutte et l'accumulation de l'écoulement capillaire à partir du centre vers les bords ensemble.
Compte tenu de cet effet, le film produit au moment de l'impression, il est nécessaire d'ajouter un agent tensio-actif à la particule ou l'inhibition de l'écoulement capillaire, de manière à obtenir que l'épaisseur du produit ou de l'objectif d'une couleur uniforme.
Source: Jacob Gube / wikipedia
Ces histoires nous disent la vérité, ne pas manger le petit déjeuner peut non seulement nuire à la santé, n'est pas propice à améliorer la recherche scientifique - surtout si vous êtes un temps de la physique. Si vous êtes intéressé par la physique, il est préférable d'essayer quelques-uns du petit-déjeuner de manger de méditation, peut-être découvert un « effet de beigne » il.
références:
2005 documents de cercle de céréales:
https://aapt.scitation.org/doi/abs/10.1119/1.1898523
2016 documents de cercle de céréales inverse:
https: // www. pnas.org/content/113/27/7403#ref-list-1
2019 dynamomètre cercle de grain du papier:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.254502
Ce document se compose de lettre micro Non publique "Global Science" ( ID: huanqiukexue) réimprimé avec la permission
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