Kuinka dominoiden välinen etäisyys vaikuttaa putoamisnopeuteen?

Lapset perustavat domino-linjat kaatamaan ne visuaalisesti mielenkiintoisissa ketjureaktioissa, mutta yliopiston professorit ja opiskelijat ovat muuttaneet domino-ketjureaktiot vakavaksi liiketoiminnaksi. Fysiikka, joka vaikuttaa putoavien domino-ketjuihin, altistuu mitattaville fyysisille voimille, mukaan lukien painovoima, liikemäärä ja voimavektorianalyysi. Reaktioon vaikuttaa myös dominoiden koko ja massa. Tämän seurauksena domino-kaskadireaktion optimaalisen nopeuden määrittäminen vaatii vakavaa matemaattista analyysiä.

Vaikutusten välinen aika

Jos domino olisi kuusi jalkaa pitkä, tarkkailijat voisivat helposti nähdä, kuinka nopeasti domino putoaa ja kuinka nopeasti se lyö muutaman metrin päässä seisovaa naapurilaattaa. Lähemmäksi ensimmäistä peräkkäin seisova domino iskeytyisi aikaisemmin kuin kauempana. Siksi koko domino-ketjun kaatumisnopeuteen vaikuttaa se, kuinka läheisesti toisiinsa dominot ovat sijoittuneet.

Putoava nopeus

Kun domino alkaa vain pudota, se liikkuu hitaasti ja vaikuttaa siten rivin seuraavaan laattaan pienellä voimalla. Jos laatat sijoitetaan kauemmas toisistaan, kukin putoava laatta poimii lisää vauhtia ja tuottaa siten suuremman inertiavoiman ennen kuin se kaatuu seuraavaan laattaan. Joten, kun laatat ovat kauempana toisistaan, ensimmäinen laatta osuu toiseen suuremmalla voimalla ja ketjureaktion voidaan odottaa kiihtyvän nopeammin kuin silloin, kun laatat asetetaan lähemmäksi toisiaan.

Pakota vektorianalyysi

Liikkuva esine kantaa mitattavia voimia, ja putoavien dominoiden tapauksessa nämä voimat voidaan hajottaa vektorianalyysin avulla. Vektorivoimat ovat sekä putoavan laatan kulman vaikutus iskuhetkellä että putoavan domino-nopeuden funktio. Käyttämällä esimerkkiä 6 jalan korkeudesta, jos laatta alkaa pudota, sen vieressä seisova henkilö käyttää vähemmän energia kiinni laatasta heti sen alkamisen jälkeen kuin hän tekisi, jos laatta olisi yli puolivälissä maahan. Näin ollen viereiseen laattaan kohdistuu vähemmän voimaa hitaasti liikkuvalla laattalla, joka on lähempänä pystyasennossa kuin laatta, jonka saa kaatua melkein kokonaan ennen kuin se osuu viereiseen laatta. Siksi laattojen välinen etäisyys vaikuttaa suuruuteen, jolla kukin laatta osuu seuraavaan, ja vaikuttaa siten koko ketjureaktion nopeuteen.

Kumulatiivisen vaikutuksen mittaaminen

Kaikki muuttujat, jotka vaikuttavat domino-ketjureaktion nopeuteen - iskujen välinen aika, kuinka suuri voima kukin laatta koskee seuraavaa, ja nopeuteen, jolla laatta osuu seuraavaan rivissä - vaikuttaa laatat. Keskeinen kysymys on siis, millä etäisyydellä ja missä kulmassa putoava domino käyttää eniten voimaa naapurilaattoihinsa kaatamaan koko domino-rivin?

  • Jaa
instagram viewer