Een team van onderzoekers van de Universiteit van Oxford, MIT en de Universiteit van Limerick hebben ontdekt dat het mogelijk is om de stabiliteit van een instortende ring te voorspellen door de knikken te tellen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft experimenten die ze uitvoerden, waarbij een elastische ring over een zeepfilm werd geplaatst en werd vastgelegd wat er gebeurt als de ring instort.

Een van de interessante dingen op het gebied van natuurkunde is de reikwijdte ervan. Onderzoekers in het veld bestuderen de sterren om uit te leggen hoe we hier zijn gekomen; anderen bestuderen de kwantumwereld, proberen beter te begrijpen hoe de werkelijkheid zoals we die kennen bestaat - en dan zijn er minder exotische toepassingen, zoals het bestuderen van hoe en waarom dingen vastlopen zoals ze doen. Waarom knikt een brug plotseling en valt naar beneden? Of waarom knikken autoruiten onder het gewicht van sneeuw, en hoeveel sneeuw is er precies nodig? Natuurkundigen bestuderen dergelijke knikken om beter te begrijpen hoe materialen onder verschillende omstandigheden werken.

In deze nieuwe poging de onderzoekers vroegen zich af welke factoren een rol spelen wanneer een elastische ring die over een zeepfilm is geplaatst, instort. Eerder onderzoek heeft aangetoond dat zo'n ring op verschillende manieren zal instorten, afhankelijk van verschillende factoren. De onderzoekers vroegen zich af of die factoren misschien voorspelbaar zijn. Er achter komen, ze voerden meerdere experimenten uit met elastische ringen en zeepfilms.

Alle experimenten hadden dezelfde basisopstelling. Op een hoeveelheid water werd een zeepfilm aangebracht. Vervolgens werd een ring op de zeepfilm geplaatst. Toen de ring eenmaal op zijn plaats zat, de onderzoekers braken de oppervlaktespanning door met een speld buiten de ring in de zeepfilm te prikken. Met de oppervlaktespanning vrijgegeven, de ring stortte in en zonk in het water beneden. De actie werd vastgelegd met een hogesnelheidscamera. De enige factor die tussen experimenten veranderde, was de dikte en breedte van de ringen.

De onderzoekers ontdekten dat wanneer de ringwanden breed en dun waren, de ring zou naar binnen knikken, maar toen de muren dik waren, de ring zou zowel naar boven als naar beneden knikken. Vervolgens creëerden ze een model om het type ringknik te voorspellen dat zou optreden op basis van de ringeigenschappen. Testen toonden aan dat het model nauwkeurig kon voorspellen welk soort knik zou optreden, afhankelijk van het type ring dat wordt gebruikt.

© 2020 Wetenschap X Netwerk