ComputersHowto
Har du nogensinde spekuleret på, hvorfor vores fingre har disse mønstre på sig, næsten geometriske - nogle runde, nogle bådformede? selvfølgelig hjælper det os med bedre at gribe og holde, men hvad er chancerne? Hvad er chancerne for, at vores fingre er ridged, som de er?
I orden. Lad os tale om det på denne måde. Har du nogensinde spekuleret på, hvorfor en drue krøller som den gør, til en rosin? Statistisk set, hvad er sandsynligheden for, at netop denne drue rynker med netop disse mønstre til et rosin? Hvis vi går længere fremme, kan der være en matematisk funktion, der forklarer mønstre på buede overflader?
Nu har et team af MIT-matematikere og ingeniører udviklet en matematisk teori, bekræftet gennem eksperimenter, der forudsiger, hvordan rynker på buede overflader tager form. Ud fra deres beregninger bestemte de, at en hovedparameter-krumning-styrer den type mønster, der dannes: Jo mere buet en overflade er, jo mere ligner dens overflademønstre et krystallignende gitter.
I tidligere eksperimenter blev kugler med ping-pong-størrelse fremstillet for at undersøge, hvordan deres overflademønstre kan påvirke kuglens træk. En karakteristisk overgang i kuglens overflademønstre blev observeret, da luft langsomt blev suget ud: Da kuglens overflade blev komprimeret, begyndte den at fordobles og dannede et mønster med regelmæssige sekskanter, inden det gav plads til en mere indviklet, labyrintisk konfiguration, der ligner fingeraftryk..
Se også: Fysikere opretter Mobius-strimler ved polarisering af lys
Holdet forudsagde, at der eksisterer en matematisk ramme til beskrivelse af rynker i form af elasticitetsteori. Ved at kombinere ideer fra væskemekanik med elasticitetsteori blev der afledt en forenklet ligning, der nøjagtigt forudsiger rynkemønster.
I computersimuleringer bekræftede forskerne, at deres ligning faktisk var i stand til at reproducere de overflademønstre, der blev observeret i eksperimenter korrekt. De var derfor også i stand til at identificere de vigtigste parametre, der styrer overflademønster.
Som det viser sig, er krumning en vigtig bestemmende faktor for, om en rynket overflade bliver dækket af sekskanter eller et mere labyrintisk mønster: Jo mere buet en genstand er, jo mere regelmæssig er den krøllede overflade. Tykkelsen af et objekts skal spiller også en rolle: Hvis det ydre lag er meget tyndt i forhold til dets krumning, vil et objekts overflade sandsynligvis være kronglet, svarende til et fingeraftryk. Hvis skallen er lidt tykkere, danner overfladen et mere sekskantet mønster.
Hold øje med de mest populære og videnskabelige og teknologiske nyheder fra fossBytes.
