Como a distância entre os dominós afeta a taxa de queda?

As crianças montaram linhas de dominó para derrubá-las em reações em cadeia visualmente interessantes, mas professores e alunos universitários converteram as reações em cadeia de dominó em um assunto sério. A física que afeta as cadeias de dominós em queda está sujeita a forças físicas mensuráveis, incluindo a gravidade, o momento e a análise do vetor de força. A reação também é afetada pelo tamanho e pela massa dos dominós. Como resultado, determinar a taxa ideal de uma reação em cascata em dominó requer uma análise matemática séria.

Tempo entre os impactos

Se um dominó tivesse um metro e oitenta de altura, os observadores facilmente seriam capazes de ver a velocidade com que um dominó cai e a velocidade com que atinge um ladrilho vizinho a alguns metros de distância. Um dominó que estivesse mais perto do primeiro em uma fileira seria atingido antes do que um posicionado mais longe. Portanto, a taxa de queda de uma cadeia inteira de dominós será afetada pela proximidade da posição dos dominós.

Velocidade de queda

Quando um dominó começa a cair, ele se move lentamente e, portanto, atinge o próximo ladrilho da linha com pouca força. Se os ladrilhos estiverem posicionados mais afastados, cada picareta de ladrilho em queda ganhará mais velocidade e, portanto, gerará maior força inercial antes de tombar no próximo ladrilho. Então, quando os ladrilhos estão mais afastados, o primeiro ladrilho atinge o segundo com maior força, e o Pode-se esperar que a reação em cadeia acelere mais rápido do que quando os ladrilhos estão alinhados mais próximos uns dos outros.

Análise de vetor de força

Um objeto em movimento carrega forças mensuráveis ​​e, no caso de dominós em queda, essas forças podem ser decompostas usando a análise vetorial. As forças vetoriais são uma função tanto do ângulo da telha em queda no momento do impacto quanto da velocidade da queda do dominó. Usando o exemplo de um ladrilho de 6 pés de altura, se o ladrilho começa a cair, uma pessoa ao lado dele exercerá menos energia pegando o ladrilho logo após ele começar a se mover do que ele ou ela faria se o ladrilho estivesse mais da metade do caminho para o chão. Consequentemente, menos força é aplicada ao ladrilho adjacente por um ladrilho de movimento lento que está mais perto de um posição vertical do que um ladrilho que pode tombar quase completamente antes de atingir um telha. Portanto, a distância entre os ladrilhos afeta a magnitude com que cada ladrilho atinge o próximo e, portanto, afeta a velocidade de toda a reação em cadeia.

Medindo o efeito cumulativo

Todas as variáveis ​​que afetam a velocidade de uma reação em cadeia de dominó - a quantidade de tempo entre os impactos, quanta força cada ladrilho se aplica ao próximo, e a velocidade com a qual um ladrilho atinge o próximo na linha - são afetados pela distância entre o azulejos. A questão-chave, portanto, é a que distância e em que ângulo um dominó em queda aplicará a maior quantidade de força em seu ladrilho vizinho para derrubar uma fileira inteira de dominós?

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