donderdag 21 oktober 2010

Over droge spaghetti en klapperende boeken

Fysica moet zich niet altijd bezig houden met het ingewikkelde onzichtbare wereldje binnen in de atoomkernen of met de mysterieuze gedragingen van zwarte gaten.
Fysica breken zich ook soms het hoofd om een verklaring te geven voor verschijnselen die dichter bij ons dagelijks leven staan.

Waarom breekt een een droge spaghetti bijna altijd in minstens 3 stukken als je hem plooit en bijna nooit in 2 stukken?

Bijna altijd minstens 3 stukken!

Zelfs topfysici zoals Richard Feynman hebben daar in de jaren 90 wakker van gelegen en uiteindelijk geen sluitend antwoord gevonden.
Pas in 2005 gaven Franse natuurkundigen een aanvaardbaar antwoord.
Je kan die op hun website “Breaking Spaghetti” nalezen.
Eenvoudig is de uitleg niet voor dit stukje keukenfysica.
Het komt er op neer dat ze met een goed model aantonen dat de buiging van het dunne staafje een breuk op één plaats veroorzaakt, maar dat de schokgolf van die breuk in de dunne spaghetti, minstens één bijkomende breuk doet ontstaan.

Nog zoiets raars.
Als je een constante luchtstroom stuurt over een boek, beginnen de bladeren een raar klapperpatroon te vertonen.
Bedenk dus dat de luchtstroom niet aan-uit over het boek wordt geblazen, maar er constant met een bepaalde snelheid over geblazen wordt:


Ook daarvoor is nu een (moeilijke) verklaring gevonden door de fysici P. Buchak,   C. Eloy, en P. M. Reis.
Je kan die uitleg lezen in The Clapping Book:Wind-Driven Oscillations in a Stack of Elastic Sheets dat in Physical Review Letters is verschenen.

Meer nog dan het weten waarom dunne staafjes zoals spaghetti zo raar breken, is het inzien waarom boeken zo raar klapperen, iets met nuttige toepassingen.
Zo kan men beter voorspellen hoe gebouwen en bruggen zich gedragen in windstromen. En krijgt men beter inzicht in stromingsverschijnselen in bloed of bij vliegtuigen in de luchtlagen.
Het is dus niet alleen maar een spelleke om daar studietijd in te steken!  

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen