Эксперимент по созданию сухой разновидности зыбучих песков

Jun 14, 2023 19:16

Аэрированный песок мгновенно поглощает предметы, выбрасывая струю песчинок.

Песок обычно может выдерживать вес, опираясь на внутренние силовые цепи. В эксперименте, в очень мелком песке эта цепная силовая структура ослабляется: прогоняя через песок воздух, мы обнаруживаем, что песок вес больше держать не может, - и даже тогда, когда воздух уже отключен и слой осел, шарик погружается в песок на глубину около пяти диаметров. Конечная глубина погружения шарика линейно зависит от его массы. При превышении пороговой массы образуется песчаная струя, яростно, как при выстреле, взлетающая вверх.

Мы пропускали воздух через очень мелкий песок (типичный диаметр зерен составлял около 40 мкм), который находился в контейнере с перфорированным основанием. Перед началом эксперимента поток воздуха отключали и давали песку
осесть. Насыпная доля этого песка составляла 41%, доля необработанного песка - 55-60% . Мы называем это хрупкое состояние песка "сухим зыбучим песком" (не путать с обычным зыбучим песком, который представляет собой смесь песка, глины и воды).

Шарик для пинг-понга радиусом 2 см, частично заполненный бронзовыми зернами, был подвешен над обработанным песком так, чтобы едва касался поверхности. Чтобы освободить мяч без какой-либо вибрации, тонкая нить, поддерживающая мяч, сжигалась. - Мяч мгновенно погружался в песок. Предметы часто производят всплеск, когда ударяются о песок, но в данном случае всплеска, как и ожидалось, не было. Но! Прямая струя песка яростно взметнулась в воздух примерно через 100 мс.



В эксперименте использовался мяч с жестким, почти невесомым хвостом, что позволяло отслеживать глубину погружения в зависимости от времени. Было обнаружено, что мяч достигает конечной глубины 22,4 см - более чем пятикратному его диаметру. Мы исследовали, как на это явление влияет масса шара, и обнаружили, что конечная
глубина, достигнутая шаром, линейно увеличивается с увеличением его массы. Струя возникает только при превышении пороговой массы в 28,5 г.

Более подробно смотреть здесь.

мамонты, эксперимент, песок

Previous post Next post
Up