Hur påverkar avståndet mellan domino den takt de faller med?

Barn sätter upp linjer med domino för att störta dem i visuellt intressanta kedjereaktioner, men universitetsprofessorer och studenter har omvandlat domino-kedjereaktioner till allvarliga affärer. Fysiken som påverkar kedjor av fallande domino är föremål för mätbara fysiska krafter, inklusive gravitation, momentum och kraftvektoranalys. Reaktionen påverkas också av dominoernas storlek och massa. Som ett resultat krävs det en allvarlig matematisk analys för att bestämma den optimala hastigheten för en domino-kaskadereaktion.

Tid mellan påverkan

Om en domino var sex meter lång skulle observatörer lätt kunna se hur snabbt en domino faller och hur snabbt den träffar en närliggande kakel som står några meter bort. En domino som står närmare den första i rad skulle träffas snabbare än en position längre bort. Därför kommer hastigheten med vilken en hel kedja av dominoer kommer att påverkas av hur nära varandra dominoerna är placerade.

Fallande hastighet

När en domino bara börjar falla rör sig den långsamt och påverkar därför nästa kakel i raden med liten kraft. Om brickorna är placerade längre ifrån varandra kommer varje fallande brickplockning att öka hastigheten och generera därför större tröghetskraft innan den välter i nästa kakel. Så när brickorna ligger längre ifrån varandra, träffar den första plattan den andra med större kraft, och kedjereaktion kan förväntas påskynda snabbare än när plattorna är uppradade närmare varandra.

instagram story viewer

Tvinga vektoranalys

Ett rörligt objekt bär mätbara krafter, och i fallet med fallande domino kan dessa krafter brytas ned med hjälp av vektoranalys. Vektorkrafterna är en funktion av både vinkeln för den fallande plattan vid kollisionstillfället och hastigheten för den fallande dominoen. Med exemplet på en 6-fots hög kakel, om kakel börjar falla, skulle en person som står bredvid den utöva mindre energi som fångar plattan strax efter att den börjar röra sig än han eller hon skulle göra om plattan var mer än halvvägs till jord. Följaktligen appliceras mindre kraft på den intilliggande plattan med en långsamt rörlig plattan som är närmare en upprätt läge än en kakel som får välta nästan helt innan den träffar en angränsande bricka. Därför påverkar avståndet mellan brickorna storleken med vilken varje sida träffar nästa och påverkar därför hastigheten för hela kedjereaktionen.

Mäta den kumulativa effekten

Alla variabler som påverkar hastigheten för en domino-kedjereaktion - hur lång tid mellan stötar, hur mycket kraft varje brickan gäller för nästa, och hastigheten med vilken en sida träffar nästa i raden - påverkas av avståndet mellan kakel. Nyckelfrågan är därför på vilket avstånd, och i vilken vinkel, kommer en fallande domino att tillämpa den största mängden kraft på sin närliggande sida för att välta en hel rad domino?

Teachs.ru
  • Dela med sig
instagram viewer