I\u0161 pirmo \u017evilgsnio la\u0161o sm\u016bgis \u012f pavir\u0161i\u0173 atrodo visi\u0161kai kasdieni\u0161kas rei\u0161kinys: lietus \u012f lang\u0105, ant stalvir\u0161io i\u0161siliejusi kava, da\u017eai ant audinio ar ra\u0161alas ant popieriaus. Ta\u010diau prad\u0117jus \u0161\u012f moment\u0105 matuoti dideliu tikslumu paai\u0161k\u0117ja, kad per trump\u0105 sekund\u0117s dal\u012f vyksta gerokai daugiau, nei mato akis. B\u016btent tai i\u0161samiai tyr\u0117 mokslininkai, nagrin\u0117j\u0119, kaip elgiasi vadinamieji \u0161lyties poveikyje tir\u0161t\u0117jantys skys\u010diai \u2013 med\u017eiagos, kurios staiga veikiamos stiprios j\u0117gos gali akimirksniu imti elgtis beveik kaip kietas k\u016bnas.<\/p>\n
\u0160ios med\u017eiagos priklauso neniutonini\u0173 skys\u010di\u0173 grupei. Skirtingai nei \u012fprasti skys\u010diai, jie neturi vienos pastovios klampos \u2013 j\u0173 savyb\u0117s priklauso nuo to, kaip stipriai ir kaip greitai jie deformuojami. Klasikinis pavyzdys \u2013 kukur\u016bz\u0173 krakmolo ir vandens mi\u0161inys: l\u0117tai judinamas jis teka, ta\u010diau staigiai trinktel\u0117jus gali pasirodyti beveik kietas. B\u016btent tokio tipo suspensijomis ir buvo remiamasi naujuose eksperimentuose.<\/p>\n
Tyr\u0117jai nustat\u0117 netik\u0117t\u0105 dalyk\u0105: esant dideliam daleli\u0173 kiekiui ir labai greitam sm\u016bgiui la\u0161as ne i\u0161 karto ima elgtis \u201ekietai\u201c. Prie\u0161ingai \u2013 pirmoji reakcija labiau primena \u012fprasto skys\u010dio elgsen\u0105, o tik v\u0117liau, la\u0161ui i\u0161siple\u010diant pavir\u0161iumi ir ma\u017e\u0117jant \u0161lyties grei\u010diui, atsiranda stand\u0117jimas. Tai prie\u0161tarauja intuityviai logikai, jog kuo greitesn\u0117 ir stipresn\u0117 deformacija, tuo akimirksniu tur\u0117t\u0173 \u012fvykti \u201esukiet\u0117jimas\u201c.<\/p>\n
Minesotos universiteto komanda paruo\u0161\u0117 kukur\u016bz\u0173 krakmolo suspensijas vandenyje, kuri\u0173 koncentracija siek\u0117 nuo 30 iki 43 proc. t\u016brio. \u0160is intervalas apima tiek silpnesn\u012f tir\u0161t\u0117jim\u0105, tiek ry\u0161kesn\u012f per\u0117jim\u0105 \u012f b\u016bsen\u0105, artim\u0105 t\u0117km\u0117s \u201eu\u017esiblokavimui\u201c. Tuomet milimetrinio dyd\u017eio la\u0161ai buvo metami ant metalin\u0117s plok\u0161tel\u0117s skirtingais grei\u010diais, o procesas filmuojamas didel\u0117s spartos kamera ir kartu matuojama sm\u016bgio j\u0117ga.<\/p>\n
\u0160is aspektas svarbus tod\u0117l, kad ankstesniuose darbuose da\u017eniausiai buvo vertinama, kaip atrodo la\u0161o forma, o ne tai, kokias j\u0117gas realiai patiria pavir\u0161ius susid\u016brimo metu. Mokslinink\u0173 teigimu, greito vaizdinimo ir tiesioginio j\u0117gos matavimo derinys leido pamatyti dinaminius procesus, kurie anks\u010diau tiesiog \u201epasisl\u0117pdavo\u201c matavimo triuk\u0161me.<\/p>\n
Rezultatai pasirod\u0117 esantys ai\u0161kesni, nei galima tik\u0117tis i\u0161 kaprizingu elgesiu gars\u0117jan\u010di\u0173 neniutonini\u0173 med\u017eiag\u0173. Tyr\u0117jai i\u0161skyr\u0117 tris susid\u016brimo re\u017eimus. Esant ma\u017eesnei koncentracijai, la\u0161ai elg\u0117si kaip \u012fprasti skys\u010diai \u2013 proces\u0105 daugiausia vald\u0117 inercija. Esant didesnei koncentracijai ir ma\u017eesniam grei\u010diui, reakcija primin\u0117 mink\u0161to kietojo k\u016bno sm\u016bg\u012f, kaip ir tikimasi esant \u0161lyties sukeliamam \u201eu\u017esikirtimui\u201c (t\u0117km\u0117s blokavimui). Ta\u010diau labiausiai intriguojantis buvo tre\u010diasis atvejis: didel\u0117 koncentracija ir didelis greitis. Tuomet la\u0161as pirmiausia elg\u0117si \u201eskystesnis\u201c, o tik po to prad\u0117davo stand\u0117ti.<\/p>\n
Nors i\u0161 pirmo \u017evilgsnio tai gali atrodyti kaip nedidelis neatitikimas intuicijai, i\u0161 ties\u0173 tai kei\u010dia supratim\u0105 apie \u0161lyties poveikyje tir\u0161t\u0117jan\u010dius skys\u010dius. \u012eprasta manyti, kad did\u0117jant deformacijos grei\u010diui med\u017eiaga vis spar\u010diau pereina \u012f \u201ekietesn\u0119\u201c b\u016bsen\u0105. Vis d\u0117lto eksperimentai rodo, kad itin trumpalaik\u0117s ir itin staigios deformacijos atveju \u0161is per\u0117jimas gali b\u016bti v\u0117luojantis.<\/p>\n
Mokslininkai tai ai\u0161kina inercijos ir dilatacijos s\u0105veika. Dilatacija \u2013 tai tankiai supakuot\u0173 daleli\u0173 polinkis, jas \u0161ly\u010diai veikiant, \u201ei\u0161sip\u016bsti\u201c ir reikalauti daugiau vietos. Kad dalel\u0117s gal\u0117t\u0173 persitvarkyti, skystis tarp j\u0173 turi tek\u0117ti. B\u016btent \u0161is skys\u010dio jud\u0117jimas per por\u0117t\u0105 daleli\u0173 tinkl\u0105 tampa lemiamu veiksniu. Komanda sujung\u0117 klasikin\u0119 la\u0161o sm\u016bgio teorij\u0105 su Reynolds\u2013Darcy mechanizmu, apra\u0161an\u010diu skys\u010dio t\u0117km\u0119, kai jis i\u0161spaud\u017eiamas i\u0161 besiple\u010dian\u010dios strukt\u016bros. Taip buvo sukurtas bendras modelis, paai\u0161kinantis visus tris steb\u0117tus re\u017eimus.<\/p>\n
\u0160\u012f rei\u0161kin\u012f galima palyginti su minia prie siauro i\u0161\u0117jimo: atrodo, kad kuo didesnis skub\u0117jimas, tuo grei\u010diau tur\u0117t\u0173 susidaryti sp\u016bstis. Ta\u010diau trump\u0105 akimirk\u0105 didelis impulsas dar gali \u201eprastumti\u201c jud\u0117jim\u0105, kol sistema nesp\u0117ja visi\u0161kai u\u017esikirsti. Tik v\u0117liau, kai vietiniai srautai ir geometrija padaro savo, ima vyrauti u\u017esiblokavimo efektas. Pana\u0161\u0173 \u201epav\u0117luot\u0105 stand\u0117jim\u0105\u201c tyr\u0117jai ir u\u017efiksavo didel\u0117s koncentracijos, dideliu grei\u010diu krentan\u010diuose la\u0161uose.<\/p>\n
Nors eksperimentas gali pasirodyti kaip \u012fdomi mink\u0161tosios med\u017eiagos fizikos demonstracija, jo reik\u0161m\u0117 platesn\u0117. Mokslininkai atkreipia d\u0117mes\u012f, kad supratimas, kaip tokios med\u017eiagos elgiasi staigi\u0173 ir greit\u0173 apkrov\u0173 metu, aktualus srityse, kur svarbi sm\u016bgi\u0173 apsauga, greita deformacija arba sud\u0117ting\u0173 skys\u010di\u0173 tikslus dozavimas.<\/p>\n
Jei med\u017eiaga vien\u0105 akimirk\u0105 gali elgtis kaip skystis, o kit\u0105 \u2013 kaip gerokai standesn\u0117 terp\u0117, tai atveria galimybi\u0173 j\u0105 pritaikyti ten, kur reikia greitai persijungian\u010di\u0173 savybi\u0173: elastingumo ir atsparumo. Ta\u010diau be tikslaus fizikinio paai\u0161kinimo tokios id\u0117jos lengvai virsta sp\u0117lion\u0117mis. \u0160is tyrimas pateikia ai\u0161kesn\u012f apra\u0161\u0105, kada ir kod\u0117l \u012fvyksta per\u0117jimas.<\/p>\n
\u0160altinis: \u201ePhys\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
I\u0161 pirmo \u017evilgsnio la\u0161o sm\u016bgis \u012f pavir\u0161i\u0173 atrodo visi\u0161kai kasdieni\u0161kas rei\u0161kinys: lietus \u012f lang\u0105, ant stalvir\u0161io i\u0161siliejusi kava, da\u017eai ant audinio ar ra\u0161alas ant popieriaus. Ta\u010diau prad\u0117jus \u0161\u012f moment\u0105 matuoti dideliu tikslumu paai\u0161k\u0117ja, kad per trump\u0105 sekund\u0117s dal\u012f vyksta gerokai daugiau, nei mato akis. B\u016btent tai i\u0161samiai tyr\u0117 mokslininkai, nagrin\u0117j\u0119, kaip elgiasi vadinamieji \u0161lyties poveikyje […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":6767,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[10],"tags":[],"miestas":[],"class_list":["post-6766","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-mokslas"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6766","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6766"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6766\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6767"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6766"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6766"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6766"},{"taxonomy":"miestas","embeddable":true,"href":"https:\/\/cp.snarskis.lt\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/miestas?post=6766"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}