Hvordan påvirker afstanden mellem dominoer den hastighed, hvormed de falder?

Børn opretter linjer med domino for at vælte dem i visuelt interessante kædereaktioner, men universitetsprofessorer og studerende har konverteret domino-kædereaktioner til seriøs forretning. Fysikken, der påvirker kæder af faldende dominoer, er underlagt målbare fysiske kræfter, herunder tyngdekraft, momentum og kraftvektoranalyse. Reaktionen er også påvirket af dominoernes størrelse og masse. Som et resultat kræver bestemmelse af den optimale hastighed for en domino-kaskadereaktion seriøs matematisk analyse.

Tid mellem virkningerne

Hvis en domino var seks meter høj, ville observatører let kunne se, hvor hurtigt en domino falder, og den hastighed, hvormed den rammer en tilstødende flise, der står et par meter væk. En domino, der står tættere på den første i træk, vil blive ramt hurtigere end en placeret længere væk. Derfor vil hastigheden, hvormed en hel kæde af dominoer vælter, blive påvirket af hvor tæt sammen dominoerne er placeret.

Faldende hastighed

Da en domino lige begynder at falde, bevæger den sig langsomt og påvirker derfor den næste flise i rækken med lidt kraft. Hvis fliserne er placeret længere fra hinanden, vil hvert faldende flisepik øger hastigheden og genererer derfor større inertiakraft, før det vælter ind i det næste felt. Så når fliserne er længere fra hinanden, rammer den første flise den anden med større kraft, og kædereaktion kan forventes at accelerere hurtigere, end når fliserne stilles tættere på hinanden.

instagram story viewer

Tving vektoranalyse

En bevægelig genstand bærer målbare kræfter, og i tilfælde af faldende dominoer kan disse kræfter nedbrydes ved hjælp af vektoranalyse. Vektorkræfterne er en funktion af både vinklen på den faldende flise i anslagsøjeblikket og hastigheden på den faldende domino. Ved hjælp af eksemplet på en 6 fod høj flise, hvis flisen begynder at falde, vil en person, der står ved siden af ​​det, udøve mindre energi, der fanger flisen lige efter at den begynder at bevæge sig, end han eller hun ville gjort, hvis flisen var mere end halvvejs til jord. Derfor påføres mindre kraft på den tilstødende flise af en langsomt bevægende flise, der er tættere på en lodret position end en flise, der får lov til at vælte næsten helt, før den rammer en tilstødende flise. Derfor påvirker afstanden mellem fliserne størrelsen, hvormed hver fliser rammer den næste, og påvirker derfor hastigheden for hele kædereaktionen.

Måling af den kumulative effekt

Alle variabler, der påvirker hastigheden af ​​en domino-kædereaktion - hvor lang tid der går mellem stød, hvor meget kraft hver flise gælder for den næste, og hastigheden, hvormed en flise rammer den næste i linjen - påvirkes af afstanden mellem fliser. Nøglespørgsmålet er derfor i hvilken afstand og i hvilken vinkel, vil en faldende domino anvende den største mængde kraft på sin tilstødende flise for at vælte en hel række dominoer?

Teachs.ru
  • Del
instagram viewer