Image
24.5.2017 3 Comments

Vedci odhalili tajomstvo sklenej kvapky odolávajúcej úderu kladivom, ale explodujúcej pod tlakom prstov

Zvláštna sklená kvapka, nazývaná kvapka princa Ruperta, je dosť pevná na to, aby zniesla údery kladivom, ale ak zlomíte jej chvost, čo môžete urobiť tlakom prstov, exploduje a premení sa na prach. Otázka, prečo je to tak, trápila vedcov už 400 rokov. Teraz dôvod objavil tím zložený z výskumníkov z Purdue University, Cambridgeskej univerzity a estónskej Technologickej univerzity v Tallinne.

Kvapky princa Ruperta, nazývané aj batavské slzy, boli objavené v 17. storočí a stali sa slávnymi, keď knieža Rupert z Bavorska predstavil anglickému kráľovi Karolovi II. päť kuriozít. V roku 1661 boli kvapky odovzdané na preskúmanie Kráľovskej vedeckej spoločnosti, no tajomstvo kombinácie veľkej pevnosti a samozničujúcej krehkosti kvapky sa napriek výskumom trvajúcim 4 storočia nepodarilo odhaliť.

Kvaky sa vyrábajú tak, že sa odoberajú horúce kvapky roztaveného skla s vysokým koeficientom tepelnej rozťažnosti, ako je napr. sodno-vápenaté či kremenné sklo, a pustia do nádoby so studenou vodou. V nej roztavené sklo okamžite stuhne do charakteristického chvostíkovitého tvaru v procese kalenia, podobnom tomu, aký sa používa na výrobu temperovaného skla na displeje súčasných smartfónov a ktorý bol objavený v 19. storočí.

Srinivasan Chandrasekar z Purdue University a vedúci tímu  Hillar Aben z estónskej univerzity využili na preskúmanie kvapiek integrovanú fotoelasticitu. Je to technika, pri ktorej je priehľadný 3D objekt uložený do kúpeľa, pričom ho presvietia polarizovaným svetlom. Zmeny polarizácie svetla v objekte sa zobrazujú ako dúhové pásy, ktoré zodpovedajú čiaram pnutia.

Predchádzajúca práca fyzikov Srinivasana Chandrasekara a Munawara Chaudhriho z Cambridgea v roku 1994 ukázala, že nakrúcaním explodujúcej kvapky rýchlosťou jedného milióna snímok za sekundu možno vidieť pri jej rozpadávaní praskliny, ktoré sa šíria rýchlosťou viac ako 6437 km/h.

V súčasnej štúdii sa vedci zamerali na hlavu kvapky namiesto jej chvosta a zistili, že tlakové napätie v skle je asi 50 ton na štvorcový palec, čo mu dáva pevnosť podobnú oceli. Podľa tímu to spôsobuje skutočnosť, že vonkajšia časť kvapky sa ochladzuje rýchlejšie ako vnútro. Tým sa vonkajšia strana zmení na vrstvu s tlakovými silami smerujúcimi dovnútra. Tie sú vyrovnané ťahovými silami vnútri kvapky.

Pokiaľ sú tieto sily v rovnováhe, kvapka zostane stabilná a môže odolať obrovskému tlaku. No ak sa zlomí jej chvostík, energia tohto napätia sa uvoľní a praskliny sa v nej šíria rýchlosťou zvuku, čo spôsobí, že kvapka exploduje a rozpadne sa na prach.

Výskum bol publikovaný v časopise Applied Physics Letters.

Zdroj: Newatlas

Zobrazit Galériu
Autor: Redakcia

Nechajte si posielať prehľad najdôležitejších správ emailom

Mohlo by Vás zaujímať

Výskum

Slovenská veda a výskum: Čo všetko dokážu autonómne poľnohospodárske roboty

23.02.2018 00:05

Človek získava najviac informácií zrakom. Videnie umožňuje ľuďom vnímať okolitý svet a pomocou mozgu vnímať polohu objektov v priestore. Počítačové napodobnenie videnia človeka je podobné paradoxu ume ...

Výskum

Aké sú vianočné darčeky milionárov? Záujem je o obrazy, šperky, drahé vína ale aj bitcoiny

15.12.2017 00:15

Milionári si nielen počas Vianoc doprajú dávku luxusu. Medzi vianočnými darčekmi, ktoré kupujú svojej rodine či blízkym nechýbajú obrazy, drahé umelecké predmety, mince, staré autá a motocykle, hodink ...

Výskum

Sme predpojatí a väčšinou sa nerozhodujeme racionálne

06.12.2017 00:15

Nový výskum pod vedením Stefana Palminteria z École Normale Supérieure hovorí, že ľudia sa častejšie rozhodujú podľa pocitov, než racionálne. Posudzujeme, sme predpojatí a emocionálni viac ako racioná ...

3 Comments

  1. Kedy to bolo odhalené? reakcia na: Vedci odhalili tajomstvo sklenej kvapky odolávajúcej úderu kladivom, ale explodujúcej pod tlakom prstov
    7.6.2017 13:06
    Každá trochu vzdelanejšia osoba vie, že spomínaný problém bol bez zbytku vyriešený najneskôr v prvej polovici minulého storočia. Článok však znie, ako keby išlo tu o nejakú novinku.
    Reagovať
  2. na žiaden prach sa nepremení bulvár pcrevue reakcia na: Vedci odhalili tajomstvo sklenej kvapky odolávajúcej úderu kladivom, ale explodujúcej pod tlakom prstov
    24.5.2017 16:05
    slepí ste, či neviete čo je prach pcrevue?
    Reagovať
    • RE: na žiaden prach sa nepremení bulvár pcrevue reakcia na: na žiaden prach sa nepremení bulvár pcrevue
      25.5.2017 16:05
      Tak sa ukaz ty inteligent a pomenuj to na čo sa to rozpadne. Myslím že štrk alebo drť bude zniet ešte debilnejšie :)
      Reagovať

Vyhľadávanie

PC forum button

Najnovšie videá