ComputersHowto
Har du noen gang lurt på hvorfor fingrene våre har disse mønstrene, nesten geometriske - noen runde, noen båtformede? selvfølgelig hjelper det oss å bedre gripe og holde, men hva er sjansene? Hva er sjansene for at fingrene våre er ridget slik de er?
Ok. La oss snakke om det på denne måten. Har du noen gang lurt på hvorfor en dru rynker slik den gjør, til en rosin? Statistisk sett, hva er sannsynligheten for at nettopp denne druen krøller seg med disse mønstrene til en rosin? Hvis du går lenger fremme, kan det være en matematisk funksjon som forklarer mønstre på buede overflater?
Nå har et team av MIT-matematikere og ingeniører utviklet en matematisk teori, bekreftet gjennom eksperimenter, som forutsier hvordan rynker på buede overflater tar form. Fra beregningene bestemte de seg for at en hovedparameter-krumning-styrer typen mønster som dannes: Jo mer buet en overflate er, jo mer ligner overflatemønstrene på et krystalllignende gitter.
I tidligere eksperimenter ble baller i størrelse med ping-pong produsert for å undersøke hvordan overflatemønsteret deres kan påvirke sfærens drag. En karakteristisk overgang i sfærens overflatemønster ble observert da luft sakte ble sugd ut: Da sfærens overflate ble komprimert, begynte den å fordypes og dannet et mønster av vanlige sekskanter før det ga vei til en mer kronglete, labyrintisk konfigurasjon, i likhet med fingeravtrykk..
Se også: Fysikere lager Mobius-striper ved polarisering av lys
Teamet spådde at det eksisterer et matematisk rammeverk for å beskrive rynker, i form av elastisitetsteori. Ved å kombinere ideer fra væskemekanikk med elastisitetsteori ble det utledet en forenklet ligning som nøyaktig forutsier rynkemønster.
I datasimuleringer bekreftet forskerne at ligningen deres faktisk var i stand til å reprodusere korrekt overflatemønstrene som ble observert i eksperimenter. De var derfor også i stand til å identifisere de viktigste parametrene som styrer overflatemønstring.
Som det viser seg er krumning en avgjørende faktor for om en rynkende overflate blir dekket av sekskanter eller et mer labyrintisk mønster: Jo mer buet et objekt, jo mer regelmessig er det rynkete overflaten. Tykkelsen på et objektets skall spiller også en rolle: Hvis det ytre laget er veldig tynt i forhold til krumningen, vil overflaten på et objekt sannsynligvis være kronglete, i likhet med et fingeravtrykk. Hvis skallet er litt tykkere, vil overflaten danne et mer sekskantet mønster.
Følg med for å få de nyeste vitenskaps- og teknologinyhetene fra fossBytes.
