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ビデオ:ハンマーがこの珍しいガラス片を割らない理由

ルパート王子の雫として知られるオタマジャクシの形をしたガラス片の頑丈でありながら壊れやすい物理的特性は、物理学者が存在する限り、物理学者を困惑させてきました。頭をハンマーで叩くと、一滴でもかろうじて傷がつく。しかし、その細い尻尾を折ると、粉々に砕け散る。雫の強さは、1660 年に英国王チャールズ 2 世に 5 個の雫を贈ったバイエルンのルパート王子にちなんで名づけられましたが、雫の強さは、小滴を小滴にすることによって作られるガラスの応力と関係があることを研究者たちはずっと前に認識していました。溶けたガラスが水に落ちて急速に冷えます。 20 年前、2 人の研究者が液滴が崩壊する様子を高速ビデオで撮影しました。尾部が壊れると、亀裂が応力を加えられたガラスに沿って毎秒 1700 メートル以上の速さで広がることが示されました。これらの研究者は現在、他の研究者と協力して、液滴の頭部の応力を研究しています。統合された光弾性と呼ばれる技術を使用して、液滴を液体に浸し、そこから偏光を照射します。応力領域は偏光を異なる方法で伝搬し、医療用コンピューター断層撮影スキャンに使用されるものと同様の技術で光を処理することにより、研究者は液滴内の応力の異なる層をマッピングすることができました. Applied Physics Lettersで報告された、頭の並外れた強さ 、研究者が長い間信じていたように、引張りまたは引っ張り応力からではなく、圧縮応力から発生します。チームは、大気圧の 4000 倍以上に相当するドロップのヘッドの圧縮応力を測定しました。これは、一部のグレードの鋼と同じくらい強力です。液滴の尾部と内部に存在する引張り応力は、クラックを伝播する傾向がありますが、頭部に重なる圧縮応力がクラックを抑制します。圧縮性の外層がハンマーの打撃から頭部を保護します。しかし、折れた尾は水滴にひび割れを発生させます。圧縮性の外側のコートがひび割れの速度を遅くしますが、その段階まではひび割れを止めることはできません.


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