In che modo la distanza tra i domino influisce sulla velocità con cui cadono?

I bambini preparano file di domino per rovesciarle in reazioni a catena visivamente interessanti, ma professori universitari e studenti hanno convertito le reazioni a catena del domino in affari seri. La fisica che influenza le catene di domino che cadono è soggetta a forze fisiche misurabili, tra cui gravità, quantità di moto e analisi del vettore di forza. La reazione è influenzata anche dalle dimensioni e dalla massa dei domino. Di conseguenza, determinare la velocità ottimale di una reazione a cascata del domino richiede una seria analisi matematica.

Se una tessera fosse alta un metro e ottanta, gli osservatori sarebbero facilmente in grado di vedere quanto velocemente cade e la velocità con cui colpisce una tessera vicina a pochi metri di distanza. Un domino in piedi più vicino al primo di fila verrebbe colpito prima di uno posizionato più lontano. Pertanto, la velocità con cui un'intera catena di tessere cadrà sarà influenzata da quanto vicino sono posizionate le tessere.

Quando un domino inizia a cadere, si muove lentamente e quindi colpisce la tessera successiva della fila con poca forza. Se le tessere sono posizionate più distanti, ogni presa di tessera che cade acquisirà più velocità e, quindi, genererà una maggiore forza d'inerzia prima che cada nella tessera successiva. Quindi, quando le tessere sono più distanti, la prima tessera colpisce la seconda con maggiore forza e la ci si può aspettare che la reazione a catena acceleri più velocemente rispetto a quando le piastrelle sono allineate più ravvicinate.

Un oggetto in movimento trasporta forze misurabili e, nel caso di tessere del domino che cadono, queste forze possono essere scomposte utilizzando l'analisi vettoriale. Le forze del vettore sono una funzione sia dell'angolo della tessera che cade al momento dell'impatto sia della velocità del domino che cade. Usando l'esempio di una tessera alta 6 piedi, se la tessera inizia a cadere, una persona in piedi accanto ad essa eserciterebbe meno energia che cattura la tessera subito dopo che inizia a muoversi di quanto farebbe se la tessera fosse a più di metà strada dal terra. Di conseguenza, alla piastrella adiacente viene applicata una forza minore da una piastrella lenta che è più vicina a posizione verticale rispetto a una tessera che può rovesciarsi quasi completamente prima che colpisca un'area adiacente piastrella. Pertanto, la distanza tra le tessere influenza la grandezza con cui ciascuna tessera colpisce la successiva e, quindi, influenza la velocità dell'intera reazione a catena.

Tutte le variabili che influenzano la velocità di una reazione a catena del domino - la quantità di tempo tra gli impatti, quanta forza ciascuno tessera si applica al successivo, e la velocità con cui una tessera colpisce il successivo nella linea - sono influenzati dalla distanza tra il piastrelle. La domanda chiave, quindi, è a quale distanza e con quale angolo un domino che cade applicherà la maggior quantità di forza alla tessera vicina per far cadere un'intera fila di domino?