パチパチという音は、ラッパーが 1 つの安定した構成から別の安定した構成に座屈するときに弾性ポテンシャル エネルギーが解放されることによって発生します。
教室の最後列に座って退屈な講義を聞いているところを想像してみてください。突然、あなたの親友がピカピカのポテトチップスの袋を取り出して渡してくれました。細心の注意を払って静かに開けてみると、バン！見上げると、先生はすでにあなたを見下ろしています。
私たちは皆そこにいました。私たちは皆、静かな教室や映画館でキャンディーバーやポテトチップスの袋を開けようとしましたが、いつも恥ずかしい思いをしてしまいました.しかし、なぜプラスチックのパッケージがこれほど大きな音を出すのか疑問に思ったことはありませんか?
プラスチック ラッパーの特性
キャンディーの包み紙から買い物袋まで、ほとんどのプラスチック包装は、ポリエチレン、マイラー、セロファンなどのポリマーでできています。これらのポリマーの薄いシートは優れたパッケージになりますが、同時に過度にうるさいです。
きっとこの絵が聞こえてきます！ (写真提供:イエロー キャット/Shutterstock)
プラスチックシートは薄いのに強い。ゴムのように伸ばすことも、曲げて壊すこともできません。平らなプラスチック シートを変形させてみると、しわくちゃのしわの寄った塊になります。
これらのいたるところにあるしわが、プラスチックの包装紙のパチパチという音の原因です。これがどのように起こるかを理解するために、それらの弾性特性を見てみましょう.
弾性ポテンシャル エネルギー
弾性体 vs プラスチック体
私たちのほとんどは、弾性体とプラスチック体に精通していますが、簡単に復習すると役立つ場合があります。
体に力を加えることで、体を変形させることができます。力が取り除かれたときに、ボディが元の状態に戻ると、弾性があります。一方、元の形状に戻らない場合はプラスチックと呼びます。
明らかに、プラスチック包装は後者のカテゴリーに分類されます.
弾性エネルギー
体を変形させるたびに、いくらかのエネルギーを体に与え、弾性ポテンシャルとして保存されます エネルギー .体が安定した状態に戻ると、このエネルギーは運動エネルギー、熱、音、またはその他の形のエネルギーとして放出されます。
たとえば、弓と矢を考えてみましょう。弓を引くと体が変形し、それによって弾力性のある位置エネルギーが体に蓄えられます。弓を放すと、このエネルギーが運動エネルギーに変換され、矢を放つ助けになり、弓は最初の状態に戻ります。
弾性ポテンシャル エネルギーを運動エネルギーに変換 (写真提供:EreborMountain/Shutterstock)
同様のタイプのエネルギー変換が、しわくちゃのシートで発生します。
くしゃくしゃのプラスチック シートの構造
プラスチックシートの「安定した形状」とは何かに気づいたことがありますか?平置きです。それでおしまい。ほとんど変形のない平らなシートは、それを扱ったときにほとんどまたはまったくノイズを発生しません。どこかに置くと、平らになります。
しかし、プラスチックのシートをくしゃくしゃにすると、面白いことが起こります。十字線または 折り目 シートに現れ始め、平らにならなくなります。
しわくちゃのセロハン キャンディー ラッパー (写真提供:lermont51/Shutterstock)
単一の安定した配置を持つ平らなシートとは異なり、しわくちゃのシートには複数の安定した構成があります。 .しわくちゃのシートをいくつかのフォーメーションで配置することができ、その状態のまま長期間変化しません。平均的な折り目のあるシートには、何百もの安定した構成があります。
しわくちゃのプラスチックシートには、複数の安定した構成があります (写真提供:Art Kovalenco/Shutterstock)
クランチされたシートの各安定状態は、特定の弾性ポテンシャルエネルギーを持っています。したがって、折り目がついたラッパーを手で操作すると、そのエネルギーに直接影響します.
クランチ音の背後にある科学
研究によると、しわくちゃのシートのパチパチという音は、個別の「クリック」として発生することが観察されています。パチパチという音は連続的ではなく、さまざまな強度の一連のバーストです。
何が原因なのか理解を深めましょう。
折り目がついたプラスチック シート (写真提供者:pernsanitfoto/Shutterstock)
しわくちゃのシート (たとえば、キャンディーの包み紙) は、変形するまで、特定の弾性ポテンシャル エネルギーを持つ安定した状態の 1 つにとどまります。シートをねじったり曲げたりすると、私たちが行う仕事は、位置エネルギーとして保存されます。
ただし、1 つの構成で保持できるエネルギー量には制限があります。エネルギーがその限界を超えると、シートは単純に別の構成にスナップし、その過程でいくらかのエネルギーを放出します。これが「クリック」として聞こえます。
この音の強さは構成によって異なります。大きな折り目がパチンと鳴ると、より大きな音を発しますが、小さなスナップの座屈は、かすかなバースト音を発します。
ビニール袋を粉砕すると、弾性エネルギーが音エネルギーに変換されます (写真提供:patpitchaya/Shutterstock)
つまり、何かを「開封」するとき、プラスチック パッケージを短時間でさまざまな構成に移動させます。その結果、複数のクリックのシーケンスが聞こえます。これを「カチカチ音」と定義しています。
ヒルの類推
物理学者によると、プラスチック シートを変形させることは、尾根の多い丘陵地を岩を押し下げるようなものです.
谷と尾根がたくさんある丘を想像してみてください。そして、丘の上に岩を押し上げているところを想像してみてください。頂上に到達すると、唯一の結果は岩が下り坂に転がることです。転がり落ちると、丘の下の尾根の1つに引っ掛かります。このプロセスを繰り返すと、岩が別の尾根に引っかかってしまう可能性があります。
ここでは、隆起した丘がシートのさまざまな構成に似ています。岩を押し上げるのは、弾性エネルギーを構築するのと似ています。シートを歪ませると、限界に達するまで弾性エネルギーが蓄積されます。それが起こると、エネルギーが解放され、シートがランダムな形状に座屈します。ちょうど、解放された岩が丘の中腹にある多くの尾根の 1 つに引っかかって止まるのと同じです。
結論
したがって、折り目のついたプラスチック シートが 1 つの立体構造から別の立体構造に曲がるとき、プラスチック包装のザクザク音が発生します。
これで、シートをどれだけゆっくりと開けても、その迷惑な音を取り除くことができないように見える理由がわかりました.速度を落とすことで、クリックを回避するのではなく、クリックの頻度を下げるだけです。
物理学者のエリック・クレイマーは次のように述べています。そして、それについてあなたにできることは何もありません。」
包みを開けるのが速いか遅いかに関係なく、キャンディーを手に入れる唯一の方法は、イライラするパチパチという音に対処することです。
