Як відстань між доміно впливає на швидкість падіння?

Діти влаштовують лінії доміно, щоб повалити їх у візуально цікавих ланцюгових реакціях, але викладачі університету та студенти перетворили ланцюгові реакції доміно на серйозний бізнес. Фізика, яка впливає на ланцюги падаючих доміно, піддається вимірним фізичним силам, включаючи аналіз сили тяжіння, імпульсу та вектора сили. На реакцію впливають також розмір і маса доміно. Як результат, визначення оптимальної швидкості каскадної реакції доміно вимагає серйозного математичного аналізу.

Час між ударами

Якби доміно було шість футів заввишки, спостерігачі легко змогли б побачити, як швидко доміно падає, і швидкість удару по сусідній плитці, що стоїть на відстані декількох футів. Доміно, що стоїть ближче до першого поспіль, буде вражено швидше, ніж доміно, розташоване подалі. Отже, на швидкість, з якою цілий ланцюг доміно повалиться, буде залежати від того, наскільки тісно розташовані доміно.

Падіння швидкості

Оскільки доміно тільки починає падати, воно рухається повільно і, отже, впливає на наступну плитку в рядку з невеликою силою. Якщо плитки розташовані далі один від одного, кожна падаюча плитка набирає більшу швидкість і, отже, створює більшу інерційну силу, перш ніж вона перекинеться на наступну плитку. Отже, коли плитки віддалені один від одного, перша плитка б’є по другій з більшою силою, і Можна очікувати, що ланцюгова реакція прискориться швидше, ніж коли плитки викладені ближче.

Силовий векторний аналіз

Об’єкт, що рухається, несе вимірювані сили, і у випадку падіння доміно ці сили можуть бути розбиті за допомогою векторного аналізу. Векторні сили є функцією як кута падіння плитки в момент удару, так і швидкості падіння доміно. На прикладі плитки заввишки 6 футів, якщо плитка починає падати, людина, що стоїть поруч, буде докладати менше зусиль енергія, що вловлює плитку відразу після того, як вона починає рухатися, ніж вона чи вона, якби плитка знаходилася більше ніж на половині шляху до земля. Отже, на сусідню плитку прикладається менша сила за рахунок повільної плитки, яка знаходиться ближче до у вертикальному положенні, ніж плитка, яка дозволяє майже повністю перекинутися, перш ніж вона потрапляє на сусідню плитка. Отже, відстань між плитками впливає на величину, з якою кожна плитка потрапляє на наступну, і, отже, впливає на швидкість всієї ланцюгової реакції.

Вимірювання кумулятивного ефекту

Усі змінні, що впливають на швидкість ланцюгової реакції доміно - кількість часу між ударами, скільки сили кожен плитка застосовується до наступної, а на швидкість, з якою плитка потрапляє на наступну в рядку - впливає відстань між плитка. Отже, ключове питання полягає в тому, на якій відстані і під яким кутом падіння доміно прикладе найбільшу силу до сусідньої плитки, щоб скинути цілий ряд доміно?

  • Поділитися
instagram viewer