Jak ovlivňuje vzdálenost mezi dominy rychlost, s jakou padají?

Děti vytvářejí řady domino, aby je svrhly ve vizuálně zajímavých řetězových reakcích, ale univerzitní profesoři a studenti přeměnili domino řetězové reakce na vážnou věc. Fyzika, která ovlivňuje řetězce padajícího domina, podléhá měřitelným fyzickým silám, včetně gravitace, hybnosti a analýzy vektoru sil. Reakce je ovlivněna také velikostí a hmotou domina. Výsledkem je, že stanovení optimální rychlosti domino kaskádové reakce vyžaduje seriózní matematickou analýzu.

Čas mezi dopady

Pokud by domino bylo šest stop vysoké, pozorovatelé by snadno viděli, jak rychle domino padá, a rychlost, jakou udeří na sousední dlaždici stojící několik stop odtud. Domino stojící blíže k prvnímu v řadě by bylo zasaženo dříve, než by se jeden umístil dál. Rychlost, s jakou se převrhne celý řetězec domino, bude proto ovlivněna tím, jak blízko jsou domino umístěny.

Klesající rychlost

Vzhledem k tomu, že domino právě začíná padat, pohybuje se pomalu, a proto malou silou zasáhne další dlaždici v řadě. Pokud jsou dlaždice umístěny dále od sebe, každý padající výběr dlaždice získá větší rychlost, a proto vygeneruje větší setrvačnou sílu, než se převrátí do další dlaždice. Takže když jsou dlaždice dále od sebe, první dlaždice zasáhne druhou větší silou a lze očekávat, že řetězová reakce zrychlí rychleji, než když jsou dlaždice seřazené blíže k sobě.

Analýza vektoru síly

Pohybující se objekt nese měřitelné síly a v případě padajícího domina lze tyto síly rozdělit pomocí vektorové analýzy. Síly vektoru jsou funkcí úhlu padající dlaždice v okamžiku nárazu a rychlosti padajícího domina. Na příkladu 6 stop vysoké dlaždice, pokud dlaždice začne padat, osoba stojící vedle ní by vyvinula méně energie chytající dlaždici těsně poté, co se začne hýbat, než by to udělal, kdyby byla dlaždice více než v polovině cesty k přízemní. V důsledku toho je na sousední dlaždici aplikována menší síla pomocí pomalu se pohybující dlaždice, která je blíže k ve vzpřímené poloze než ta, která se nechá téměř úplně převrátit, než zasáhne sousední dlaždice. Proto vzdálenost mezi dlaždicemi ovlivňuje velikost, s níž každá dlaždice zasáhne další, a proto ovlivňuje rychlost celé řetězové reakce.

Měření kumulativního účinku

Všechny proměnné, které ovlivňují rychlost domino řetězové reakce - doba mezi nárazy, kolik síly každý dlaždice se vztahuje na další a rychlost, s níž dlaždice zasáhne další v řadě - jsou ovlivněny vzdáleností mezi dlaždice. Klíčovou otázkou tedy je, v jaké vzdálenosti a v jakém úhlu použije padající domino na sousední dlaždici největší sílu, aby svrhlo celou řadu domino?

  • Podíl
instagram viewer