Если аккуратно сложить диск из мягкого и, возможно, съедобного материала, что заставит его сохранить форму?
И сколько раз его можно сложить, прежде чем он начнет сопротивляться и расправится обратно?Физик из Франции, родины блинов — крепов, решил найти ответ.
Оказалось, все необходимое можно описать всего одним числом.Том Марзен из Корнеллского университета задумался о механике складывания блинов во время отпуска на родине в Бретани, где эти тонкие блинчики особенно популярны.
Если завернуть лишь краешек, блин тут же разворачивается, но стоит сделать складку побольше — и трение с гравитацией удерживают его на месте.
Какие законы стоят за этим поведением?Марзен превратил вопрос в научное исследование, результаты которого представит на конференции Американского физического общества в Денвере.
Его работа отличается от изучения необратимых оригами-подобных сгибов, которыми занимаются некоторые физики.«В нашем случае речь идет о так называемой мягкой, или плавной, складке.
И она определяется исключительно противодействием гравитации и упругости», — говорит ученый.
Противодействие это выглядит так.
Предположим, теща напекла блинов.
Тонких, из пресного теста.
Берем один из них и кладем на стол.
Если завернуть его краешек — он, скорее всего, распрямится; а если сложить пополам — верхний слой будет достаточно тяжелым, чтобы удерживать лакомство в сложенном состоянии.Марзен вывел, что реакцию блина на складывание можно предсказать с помощью всего одной величины — упруго-гравитационной длины leg, которая объединяет плотность материала, его жесткость и силу тяжести.
Он предположил, что эта же характеристика будет определять поведение гибких материалов и в других ситуациях — и компьютерная модель подтвердила его догадку.Чтобы проверить расчеты на практике, физик экспериментировал с пластиковыми дисками, магазинными тортильями и, конечно же, с блинами.
Поначалу он готовил их сам, но для науки они оказались непригодными.«Я не мог контролировать толщину, — объясняет ученый.
— Тогда я попросил маму провести эксперименты во Франции.
Я попросил ее купить штангенциркуль, линейки и пачку готовых блинов.
Их, скорее всего, делали на автомате, а значит, толщина гарантированно равномерная.
Она все сделала очень правильно».
Опыты Марзена подтвердили: все аспекты складывания блинов определяются упруго-гравитационной длиной.
Например, она задает, какая часть сложенного листа уйдет в петлю.
А это, в свою очередь, определяет, останется ли достаточно плоской поверхности для следующего сгиба.Выведенные им уравнения верно предсказывают: блин диаметром 26 сантиметров и толщиной 0,9 миллиметра можно сложить до четырех раз, а лепешку толщиной 1,5 миллиметра того же диаметра, но с бо́льшим в 3,4 раза leg — только дважды.«Эта длина описывает всю физику процесса», — заключает Марзен.
