Generale

Fizičari pronalaze način da zaustave vaš kofer koji se valja


Jeste li jedan od onih putnika koji pronađu svoju kapiju leta u zadnji čas? Tada se vjerojatno često susretnete s tipičnim problemom kofera, gdje se oni klimaju s jedne strane na drugu i na kraju se prevrnu dok trčite da uhvatite let. Pa, grupa istraživača sa Univerziteta Paris-Diderot u Francuskoj potrošila je puno vremena i truda da racionalizuje ovaj fenomen. Srećom za one česte putnike, pružili su i dva empirijska rješenja za ovaj konkretni kofer koji je prevrnuo probleme.

[Izvor slike: Pixabay]

Prevrtanje kofera pokazalo se složenim dinamičkim problemom

Tipičan je aerodromski scenarij: žurba putnika često zastaje na nekoliko sekundi da vrati kofer s dva točka natrag na stazu. To je zato što se koferi često klimaju i prevrću na bok dok ga držač vuče. Obično postaju nestabilni kada zemaljska prepreka pokrene točkove ili kada su izloženi nagloj promjeni smjera. Studija koju su proveli istraživači u osnovi predstavlja problem dinamike.

Njihov eksperiment postavio je jednostavni par točkova koji se vuku duž trake za trčanje kako bi simulirali efekat prevrtanja kofera. Na okvir točkova pričvrstili su tegove kako bi djelovali kao prigušivači. Posljedično smanjenju vibracija, što utječe na ponašanje dinamike kofera.

[Izvor slike: Univerzitet u Parizu-Diderot]

Istraživači su pratili kretanje točkova koristeći LED svjetla i kameru. Otkrili su da se fenomen prevrtanja kofera događa jer su točkovi u osnovi ograničeni ili čvrsto učvršćeni. Zamijenili su fiksne kotače kotačićima koji se slobodno kreću ili 'preusmjeravaju' i primijetili su da nestabilnost više ne dolazi.

Na osnovu obavljenih eksperimenata, fiksni ili ograničeni točkovi nameću „dinamičko spajanje“ na čitav sistem kofera i potom generiraju nestabilnost. Jednom kad se naiđe na nestabilnost, 'amplituda ljuljanja' ili klimavanje kofera nastavlja rasti dok se ne prevrne.

Kako spriječiti da se kofer prevrne?

Zaključili su da je kretanje ljuljanja kofera na dva točka posljedica "ograničenja kretanja" koje sprečava kofer da se olakša nakon primjene smetnji. Dakle, postoje dvije stvari koje stvarno možete učiniti. Prvo se pobrinite za kofer s kotačićima jer to omogućava rotaciju koja ne generira nestabilnost. Ili ako više volite samo koristiti kofer s fiksnim kotačićima koje već imate, morat ćete ga brzo povući kako biste smanjili efekt klimavanja. Autor istraživačkog rada dao nam je ovaj savjet:

"Kada se brzina povlačenja poveća i brzina forsiranja i opuštanja, što objašnjava da se amplituda stabilnih graničnih ciklusa smanjuje zajedno s amplitudom na pragu perturbacije kada se brzina povlačenja povećava. Dakle, radije treba ubrzati nego usporiti da bi prigušilo amplituda oscilacija ".

Dodao je, "Neiskusni izvlačivač kofera ne bi reagirao na ovaj način. Ishod ne bi trebao biti dramatičan za kofer, ali mogao bi biti problematičan za prikolicu koju vuče vozilo".

Pokazalo se da je ovaj jednostavan i nesvjestan problem prevrtanja kofera složen fizički i matematički problem. A zahvaljujući francuskim istraživačima, ne moramo ručno rješavati te mučne jednadžbe.

Objavljenom radu o ovoj studiji može se pristupiti putemZbornik Kraljevskog društva A.


Pogledajte video: Kvantni fizičar Vlatko Vedral: Svaka čestica može da se nalazi na dva mesta u isto vreme (Oktobar 2021).