عکسی جالب از نحوه ترکیدن بادکنک!
کشف معادله فیزیکی ترکیدن بادکنک
اگر با دقت به اطراف خود نگاه کنید، می توانید در پس هر پدیده ای در جهان توضیحی علمی بیابید و ترکیدن بادکنک هم قطعاً در لیست این پدیده ها قرار دارد.
بر اساس گزارش ساینس الرت، فیزیکدانی فرانسوی به نام سباستین مولینه با الهام از عکسی جذاب که از لحظه ترکیدن یک بادکنک گرفته شده است، با کمک گرفتن از دوربین پرسرعت و یک تیغه به بررسی دقیق این لحظه پرداخته است.
مولینه و همکارش نحوه ترکیدن بادکنک را نسبت به فشار سطحی بادکنک مورد بررسی قرار دادند، فشاری سطحی که به واسطه باد کردن بادکنک و شدت تورم آن ایجاد می شود. وی دریافت نه تنها فشار درونی، بلکه ضخامت و انحنای غشای بادکنک باعث می شود تا سطح بادکنک به یک یا دو شیوه متفاوت منفجر شود.
در سطح کمی از تورم، بادکنک ها با ایجاد یک یا دو شکاف منفجر می شوند اما زمانی که تورم به آستانه ای خاص می رسد، چندین شکاف، درحدود ۴۰ شکاف، روی سطح بادکنک ایجاد می شود.
مولینه معتقد است این اصول می تواند در مورد دیگر مواد مانند شیشه نیز صدق کند، درواقع مطالعات وی روی اسباب بازی کودکانه نبوده است و در علوم مواد دیگر کارایی دارد.
به گفته وی، هرچه شدت فشار بیشتر باشد، نیروی الاستیسیته بیشتری درون بادکنک ذخیره می شود و در نتیجه تعداد شکاف هایی که برای آزاد سازی این فشار به آن نیاز است نیز افزایش پیدا می کند.
بادکنک هایی که دانشمندان آن را باد کرده و سپس از ناحیه رأس آن را سوراخ کردند، زمانی که به سطح مشخصی از تورم رسیدند در شکلی اختاپوس مانند منفجر شدند. در تصاویر ثبت شده شکافتگی بادکنک به صورت شعاعی از نقطه سوراخ شدن در فشار بالا ثبت شده است.
نتیجه این تحقیق با مطالعه ای که چندی پیش توسط محققان دانشگاه تگزاس انجام دادند، هم راستا است. مایکل ماردر در این مطالعه که درباره ترک خوردگی در سطوح لاستیکی بود، از شکل اختاپوسی انفجار بادکنک ها شگفت زده شده بود و اکنون به نظر می رسد مطالعه مولینه دلیل ایجاد این شکل را توضیح داده است.
به گفته محققان شکاف خوردگی زمانی رخ می دهد شکاف خوردگی ناشی از برخورد سوزن به شتابی می رسد که جدا شدن از محل برخورد سوزن به تنها مکانیزم تخلیه انرژی ذخیره شده الاستیک بادکنک تبدیل می شود. با در نظر گرفتن خصوصیات کلی فرایند تکه تکه شدن، این چارچوب می تواند برای دیگر شبکه های ترک خوردگی در مواد شکننده نیز قابل اجرا باشد.
