Prince Rupert's Drop คืออะไร? คุณสมบัติที่น่าสนใจของหยดของ Prince Rupert (วิดีโอ)

น้ำตาของเจ้าชายรูเพิร์ต หยดบาตาเวียนหรือดัตช์ น้ำตาของปีศาจ - ทั้งหมดนี้เป็นชื่อของปรากฏการณ์ทางกายภาพเดียวกัน ส่วนที่เป็นทรงกลมของน้ำตานั้นเป็นแก้วที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ ส่วนหางของมันคือส้นอคิลลีส ซึ่งเมื่อแตกหักจะทำให้โครงสร้างทั้งหมดกลายเป็นฝุ่น

ความคิดเห็นเกี่ยวกับที่มาของหยดของเจ้าชายรูเพิร์ตนั้นแตกต่างกันไปมาก แหล่งข้อมูลบางแห่งระบุว่ามีการประดิษฐ์ขึ้นในปี 1625 ในประเทศเยอรมนี แต่เรียกอีกอย่างว่า "น้ำตาปัตตาเวีย" และนี่คือเหตุผล

เจ้าชายรูเพิร์ตดรอปถูกค้นพบได้อย่างไร

ครั้งหนึ่งในฮอลแลนด์ นักวิทยาศาสตร์ที่ไม่คุ้นเคยกับเราทำการทดลองที่น่าสนใจ เขาละลายแท่งแก้วบนเตาอันทรงพลัง และเขย่าหยดของเหลวที่หลอมละลายลงในภาชนะที่มีน้ำธรรมดา หยดแก้วที่แช่แข็งในน้ำเย็นได้รูปร่างที่แปลกประหลาดชวนให้นึกถึงลูกอ๊อดที่มีหัวกลมและหางบางเหมือนงู การค้นพบนี้ทำให้นักวิจัยประทับใจ และเขาได้ตั้งชื่อการค้นพบว่า Batavian Tears เพื่อเป็นเกียรติแก่ปัตตาเวีย ซึ่งเป็นชื่อเดิมของบ้านเกิดของเขา เมื่อปรากฎว่าการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้หยุดอยู่แค่นั้น เพราะต่อมาเขาได้ค้นพบคุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดของพวกเขา

เชื่อกันว่าแก้วเป็นวัสดุที่ค่อนข้างเปราะบาง แต่คุณสมบัติของหยดแก้วเหล่านี้ก็คือถึงแม้จะใช้ค้อนทุบที่ส่วนที่โค้งมนหลายครั้ง แต่ก็ไม่แตก ยิ่งไปกว่านั้น หากในระหว่างการทดลอง คุณวางหยดนี้ไว้ใต้การกดบนแผ่นโลหะ จะมีรอยพิมพ์รูปหยดยังคงอยู่ แต่ทันทีที่คุณหักปลายหางบางของมัน มันก็จะระเบิดออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ หลายล้านชิ้นทันที

ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง น้ำตาบาตาเวียนกลายเป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางหลังจากที่ดยุครูเพิร์ตแห่งปาเลสไตน์แห่งอังกฤษ มอบสิ่งเหล่านี้เป็นของขวัญที่แปลกประหลาดแด่กษัตริย์ชาร์ลส์ที่ 2 แห่งบริเตนใหญ่ จากนั้นกษัตริย์ทรงมอบหมายให้ Royal Scientific Society ตรวจสอบธรรมชาติอันลึกลับและน่าขบขันของพวกมัน เพื่อเป็นเกียรติแก่เจ้าชายแห่งปาเลสไตน์ น้ำตาของบาตาเวียเริ่มถูกเรียกว่าไม่น้อยไปกว่าหยดแก้วของเจ้าชายรูเพิร์ต วิธีการสร้างของพวกเขาถูกเก็บเป็นความลับอย่างเข้มงวดที่สุดมาเป็นเวลานาน แต่ใครๆ ก็สามารถซื้อเป็นของที่ระลึกได้

ทำไมหยดของ Prince Rupert ถึงระเบิด?

ปัจจุบัน สาเหตุของพฤติกรรมผิดปกติของหยดแก้วได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้ว ความจริงก็คือเมื่อหยดแก้วลงไปในน้ำเย็นพวกมันจะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ความเค้นเชิงกลสูงเกิดขึ้นภายในแต่ละอัน หากคุณจินตนาการว่าหยดประกอบด้วยเปลือกและแกนกลาง คุณสามารถเข้าใจได้ว่ามันเริ่มแข็งตัวเป็นอันดับแรกที่พื้นผิว กล่าวคือ เปลือกของมันลดลงและหดตัวในขณะที่แกนกลางยังคงร้อนและเป็นของเหลว

เมื่ออุณหภูมิภายในของหยดลดลง แกนกลางก็เริ่มถูกบีบอัด แต่ตอนนี้ความต้านทานเกิดขึ้นเนื่องจากชั้นแช่แข็งด้านนอก พันธะระหว่างโมเลกุลที่ปิดสนิททำให้สามารถบีบอัดนิวเคลียสซึ่งมีปริมาตรมากกว่าอยู่แล้ว

ความตึงเครียดที่รุนแรงมากเกิดขึ้นระหว่างเปลือกและแกนกลาง ตามลำดับ - การบีบอัดที่ชั้นนอกและความตึงที่ด้านใน หากวางแก้วหลอมเหลวในน้ำที่เย็นเกินไป ระดับแรงดันไฟฟ้าจะถึงสูงสุด และปล่อยให้ด้านในของหยดแยกออกจากด้านนอก ทำให้เกิดฟอง

อย่างแน่นอน กองกำลังภายในความเค้นอัดและแรงดึงต้านทานแรงกระแทกใดๆ โดยการแยก “หาง” ของหยดออก เราจะทำลายชั้นบนสุด ซึ่งจะช่วยให้แรงดันแรงดึงภายในสร้างขึ้น เต็มกำลังและหยดแก้วก็จะถูกทุบเป็นฝุ่น ความตึงเครียดภายในนี้รุนแรงมากจนเกิดการระเบิดขึ้นในทันที ดังนั้นเมื่อทำการทดลองต้องแน่ใจว่าได้ตุนแว่นตานิรภัยไว้

เมื่อเร็ว ๆ นี้กลุ่มนักวิทยาศาสตร์จากส่วนต่าง ๆ ของโลกออกเดินทางเพื่อ "ไปสู่จุดต่ำสุด" ของความจริงและค้นหาว่าทำไมและอย่างไรจึงเกิดการระเบิดขึ้นเมื่อหางของ Prince Rupert Drop แตกออก

ความจริงก็คือเมื่อเปลือกนอกได้รับความเสียหาย รอยแตกจะปรากฏขึ้น โดยเจาะเข้าไปใน "หัวใจ" ของหยดโดยตรง ซึ่งเป็นที่ที่แรงเค้นเดียวกันนั้นกระจุกตัวอยู่

คำนึงถึงข้อเท็จจริงที่พิสูจน์แล้วทางวิทยาศาสตร์ว่าชั้นนอกถูกบีบอัดและชั้นในถูกยืดออก นักวิทยาศาสตร์จึงพิจารณาว่าความดันมีการกระจายภายในน้ำตาอย่างไร ปรากฎว่าแรงอัดที่เปลือกนอกมีมากกว่าความดันบรรยากาศ 7,000 เท่าและสูงถึง 700 เมกะปาสคาล สิ่งนี้น่าทึ่งมาก เมื่อพิจารณาว่าพื้นผิวของรอยฉีกขาดของแก้วนั้นบางผิดปกติและมีพื้นที่เพียง 10% ของหยดน้ำทั้งหมด

นักวิจัยยังพบอีกว่าในการที่ Prince Rupert Drop จะระเบิด รอยแตกจะต้องถึงศูนย์กลาง เมื่อกระแทกด้วยค้อนหรือแรงกระแทกอื่นใดบนหัวที่หล่น รอยแตกจะกระจายไปทั่วพื้นผิวโดยไม่เจาะเข้าไปในโซนแรงดึงภายใน นี่คือสิ่งที่อธิบายความแข็งแกร่งของลูกบอล เมื่อ "หาง" ถูกทำลาย รอยแตกก็จะทะลุเข้าไปในส่วนด้านในของรอยแก้วซึ่งทำให้เกิดการระเบิด

แอปพลิเคชั่นสมัยใหม่ของเอฟเฟกต์ดรอป Prince Rupert

หลักการพฤติกรรมของหยด Prince Rupert ได้ถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรมแล้ว แก้วประเภทนี้ทุกคนรู้จักกันในชื่อ "อารมณ์"
ก่อนหน้านี้มีการผลิต “กระจกนิรภัย” พวกมันสามารถตกลงบนพื้นได้โดยไม่ต้องรู้สึกผิดชอบชั่วดี - มันไม่เคยแตกเลย แต่ชิปที่ปรากฏบนขอบโดยไม่ได้ตั้งใจสามารถกระตุ้นให้เกิดการระเบิดได้ตลอดเวลา ดังนั้นจึงต้องจัดการจานดังกล่าวด้วยความระมัดระวังมากกว่าแก้วธรรมดา

กระจกรถยนต์ผลิตขึ้นโดยใช้หลักการเดียวกันในปัจจุบัน นอกจากจะมีความทนทานมากขึ้นแล้ว ยังมีข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งสำหรับความปลอดภัยของผู้โดยสารอีกด้วย หากได้รับความเสียหายก็จะแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่มีขอบมน เมื่อกระจกเปียกแตก จะทำให้เกิดเศษกระจกที่คมและใหญ่จนทำให้เกิดการบาดเจ็บสาหัสได้
กระจกด้านข้างและด้านหลังทำจากกระจกนิรภัย ในขณะที่กระจกบังลมทำโดยการติดกระจกหลายชั้นโดยใช้ฟิล์มโพลีเมอร์พิเศษ ซึ่งจะป้องกันไม่ให้กระจกกระเด็นออกจากกันในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ

วิดีโอเกี่ยวกับเอฟเฟกต์ดรอปของ Prince Rupert

) หรือ "น้ำตาเดนมาร์ก" หัวดรอปมีความทนทานอย่างไม่น่าเชื่อ เป็นเรื่องยากมากที่จะสร้างความเสียหายด้วยกลไกด้วยการบีบอัด: แม้แต่การทุบด้วยค้อนหรือทุบอย่างรุนแรง กดไฮโดรลิคอย่าทำอันตรายแก่เธอเลย แต่ถ้าคุณหักหางที่เปราะบางเล็กน้อย หยดทั้งหมดจะกระจายเป็นชิ้นเล็ก ๆ ในพริบตา

คุณสมบัติอันน่าประหลาดของหยดแก้วนี้ถูกค้นพบครั้งแรกในศตวรรษที่ 17 ไม่ว่าจะในเดนมาร์กหรือในฮอลแลนด์ (จึงเป็นอีกชื่อหนึ่งสำหรับพวกเขา - น้ำตาบาตาเวียน) หรือในเยอรมนี (แหล่งที่มาขัดแย้งกัน) และสิ่งผิดปกตินี้แพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปทั่วยุโรป เป็นของเล่นที่น่าขบขัน หยดนี้ได้รับการตั้งชื่อเพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้บัญชาการทหารม้าของราชวงศ์อังกฤษ รูเพิร์ตแห่งพาลาทิเนต หรือที่รู้จักในชื่อเจ้าชายรูเพิร์ต ในปี ค.ศ. 1660 รูเพิร์ตแห่งพาลาทิเนตกลับมาอังกฤษหลังจากถูกเนรเทศเป็นเวลานานและนำแก้วหยดแปลกๆ ติดตัวไปด้วย ซึ่งเขามอบให้กับพระเจ้าชาร์ลส์ที่ 2 ซึ่งบริจาคสิ่งเหล่านี้ให้กับราชสมาคมแห่งลอนดอนเพื่อการวิจัย

เทคโนโลยีในการทำหยดนั้นถูกเก็บเป็นความลับมาเป็นเวลานาน แต่สุดท้ายมันก็ง่ายมาก: เพียงแค่หยดแก้วหลอมเหลวลงในถัง น้ำเย็น- ในเทคโนโลยีที่เรียบง่ายนี้ความลับของจุดแข็งและจุดอ่อนของหยดนั้นซ่อนอยู่ ชั้นนอกของแก้วจะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ลดปริมาตร และเริ่มกดดันแกนกลางที่ยังคงเป็นของเหลว” เมื่อส่วนด้านในเย็นลง แกนกลางก็เริ่มหดตัว แต่ตอนนี้ถูกต่อต้านโดยชั้นนอกที่แข็งตัวอยู่แล้ว ด้วยความช่วยเหลือของแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล มันยึดแกนกลางที่เย็นลงไว้ ซึ่งปัจจุบันถูกบังคับให้ครอบครองปริมาตรที่ใหญ่กว่าการที่มันเย็นตัวลงอย่างอิสระ เป็นผลให้แรงฝ่ายตรงข้ามเกิดขึ้นที่ขอบเขตระหว่างชั้นนอกและชั้นใน ซึ่งจะดึงชั้นนอกเข้าด้านใน และความเค้นอัดจะเกิดขึ้นในนั้น และแกนในดึงออกไปด้านนอก ก่อให้เกิดความเค้นดึง ในกรณีนี้ส่วนด้านในอาจแตกออกจากส่วนด้านนอกแล้วจึงเกิดฟองสบู่ขึ้นมา การต่อต้านครั้งนี้ทำให้การดรอปแข็งแกร่งกว่าเหล็ก แต่ถ้าคุณยังคงสร้างความเสียหายให้กับพื้นผิวของมัน โดยทำลายชั้นนอก แรงดึงที่ซ่อนอยู่จะถูกปล่อยออกมา และคลื่นแห่งการทำลายล้างอย่างรวดเร็วจะกลิ้งออกจากบริเวณที่เกิดความเสียหายไปทั่วทั้งหยด ความเร็วของคลื่นนี้คือ 1.5 กม./วินาที ซึ่งเร็วกว่าความเร็วเสียงในชั้นบรรยากาศโลกถึงห้าเท่า

หลักการเดียวกันนี้เป็นรากฐานของการผลิตกระจกเทมเปอร์ ซึ่งใช้ในรถยนต์ เป็นต้น นอกจากความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นแล้ว กระจกดังกล่าวยังมีข้อได้เปรียบด้านความปลอดภัยอย่างมาก หากได้รับความเสียหาย กระจกจะแตกออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ หลายชิ้นที่มีขอบทื่อ กระจก "ดิบ" ธรรมดาแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ แหลมคมซึ่งอาจทำให้คุณบาดเจ็บสาหัสได้ กระจกนิรภัยใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์สำหรับกระจกด้านข้างและด้านหลัง กระจกบังลมสำหรับรถยนต์นั้นมีหลายชั้น (สามเท่า): สองชั้นขึ้นไปติดกาวเข้าด้วยกันด้วยฟิล์มโพลีเมอร์ซึ่งเมื่อกระแทกจะยึดชิ้นส่วนและป้องกันไม่ให้กระเด็นออกจากกัน

เวโรนิกา ซามอตสกายา

ฉันขอแนะนำให้คุณรู้จักกับคุณสมบัติที่น่าสนใจอย่างหนึ่งของแก้ว ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าหยด (หรือน้ำตาของเจ้าชายรูเพิร์ต) หากคุณหย่อนแก้วหลอมเหลวลงในน้ำเย็น มันจะแข็งตัวเป็นรูปหยดและมีหางยาวบาง เนื่องจากการทำความเย็นทันทีทำให้การดรอปมีความแข็งเพิ่มขึ้นนั่นคือมันไม่ง่ายเลยที่จะบดขยี้ แต่ถ้าคุณหักหางบางๆ ของหยดแก้วดังกล่าวออก มันก็จะระเบิดทันที โดยกระจายฝุ่นแก้วที่ดีที่สุดรอบๆ ตัวมันเอง

หยดแก้วถูกประดิษฐ์ขึ้นในประเทศเยอรมนีในปี 1625 ในศตวรรษที่ 17 มีความเห็นว่าจริงๆ แล้วน้ำตาแก้วนั้นถูกประดิษฐ์ขึ้นในฮอลแลนด์ จึงถูกเรียกว่า "ดัตช์" อย่างไม่ถูกต้อง ในอังกฤษ น้ำตาแก้วกลายเป็นที่โด่งดังเนื่องมาจากดยุครูเพิร์ตแห่งปาเลสไตน์แห่งอังกฤษ เขาได้มอบสิ่งเหล่านี้ต่อพระเจ้าชาร์ลส์ที่ 2 ซึ่งในทางกลับกันก็มอบพวกเขาต่อราชวงศ์ สู่สมาคมวิทยาศาสตร์- เพื่อเป็นเกียรติแก่ดยุค น้ำตาแก้วเริ่มถูกเรียกว่า "หยดของรูเพิร์ต" วิธีการทำดรอปของ Duke Rupert ถูกเก็บเป็นความลับมาเป็นเวลานาน พวกเขาถูกขายให้กับทุกคนเหมือนของเล่นตลกๆ

ปัจจุบันได้มีการศึกษากลไกของ “งาน” ของน้ำตาชาวดัตช์อย่างละเอียดแล้ว หากแก้วหลอมเหลวตกลงไปในน้ำเย็น แก้วนั้นจะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว และสะสมความเครียดทางกลอย่างไม่น่าเชื่อ ให้เราแยกความแตกต่างระหว่างชั้นนอกและแกนในตามเงื่อนไขในการดรอป หยดจะเย็นลงจากพื้นผิว และชั้นนอกของมันจะหดตัวและลดปริมาตรในขณะที่แกนกลางยังคงเป็นของเหลวและร้อน

หลังจากที่อุณหภูมิภายในลูกบอลลดลง แกนกลางจะเริ่มหดตัว อย่างไรก็ตาม ชั้นนอกที่แข็งอยู่แล้วจะต้านทานกระบวนการนี้ ด้วยความช่วยเหลือของแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล มันจะยึดนิวเคลียสไว้อย่างแน่นหนา ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงจะถูกบังคับให้ครอบครองปริมาตรที่ใหญ่กว่าถ้ามันเย็นตัวลงอย่างอิสระ

เป็นผลให้แรงเกิดขึ้นที่ขอบเขตระหว่างชั้นนอกและแกนกลาง โดยดึงชั้นนอกเข้าด้านใน ทำให้เกิดความเค้นอัดในนั้น และแกนในออกไปด้านนอก ทำให้เกิดความเค้นดึงในนั้น ความเครียดเหล่านี้เมื่อระบายความร้อนเร็วเกินไปค่อนข้างสำคัญ ดังนั้นด้านในของลูกบอลสามารถแตกออกจากด้านนอกได้ และเกิดฟองขึ้นในหยด

หากความสมบูรณ์ของชั้นผิวของน้ำตาถูกรบกวน แรงดึงจะถูกปล่อยออกมาทันที หยดแก้วที่แช่แข็งนั้นแข็งแกร่งมาก มันสามารถต้านทานการกระแทกของค้อนได้อย่างง่ายดาย อย่างไรก็ตาม หากคุณหักหาง มันจะพังเร็วมากจนเหมือนกับการระเบิดของแก้ว

ความคิดเห็น: 0

เซอร์เกย์ ไรซิคอฟ

การบรรยายโดย Sergei Borisovich Ryzhikov พร้อมการสาธิตการทดลองทางกายภาพได้รับในปี 2551-2553 ในหอประชุมสาธิตขนาดใหญ่ของคณะฟิสิกส์มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก เอ็ม.วี. โลโมโนซอฟ

เราไม่เคยพบต้นกำเนิดของความเชื่อที่แพร่หลายนี้มาก่อนเลย ไม่มีกระดาษสักแผ่นเดียวที่สามารถพับได้มากกว่าเจ็ดครั้ง (ตามแหล่งข้อมูลบางแห่ง แปดครั้ง) ในขณะเดียวกันสถิติการพับปัจจุบันอยู่ที่ 12 เท่า และที่น่าประหลาดใจกว่านั้นคือ มันเป็นของเด็กผู้หญิงที่พิสูจน์ "ปริศนากระดาษ" นี้ในทางคณิตศาสตร์

อเล็กซานดรา สกริปเชนโก้

นักคณิตศาสตร์ Alexandra Skripchenko เกี่ยวกับบิลเลียดในฐานะระบบไดนามิก มุมตรรกยะ และทฤษฎีบทของปัวน์กาเร

จูลิโอ เอ็ม. ออตติโน

การเคลื่อนที่เป็นระยะสองมิติอย่างง่ายของของไหลที่มีความหนืดอาจทำให้เกิดความวุ่นวาย ส่งผลให้การผสมมีประสิทธิภาพ การทดลองและการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ทำให้กลไกของปรากฏการณ์นี้ชัดเจนขึ้น

วาเลรี โอโปยต์เซฟ

อริสโตเติลและกาลิเลโอกับการล่มสลายของศพ แรงเสียดทาน เลื่อนและกลิ้ง สถิตศาสตร์ จลนศาสตร์ ลักษณะเวกเตอร์ของแรงและความเร็ว การเติมและการสลายตัว ความเป็นอิสระของการกระทำและการเคลื่อนไหว การอนุรักษ์โมเมนตัม ช่วงเวลาแห่งแรงและช่วงเวลาแห่งแรงกระตุ้น ไจโรสโคป ม้านั่งของ Zhukovsky การเคลื่อนไหวแบบหมุน โมเมนต์ของแรงและโมเมนต์ของแรงกระตุ้นในการหมุนแบบระนาบ การหมุน แข็งและโมเมนต์ความเฉื่อย กฎหมายว่าด้วยงาน พลังงาน การอนุรักษ์ ระบบและแรงที่ไม่เฉื่อย ผลแรงเหวี่ยง แรงโบลิทาร์ ปัญหาของไอน์สไตน์เกี่ยวกับนกนางนวล ความกดอากาศ กฎของปาสคาลและอาร์คิมีดีส ความขัดแย้งของอาร์คิมีดีส

คุณอาจเคยสัมผัสความรู้สึกทางกายภาพแปลกๆ ในลิฟต์ความเร็วสูง เมื่อลิฟต์เริ่มเคลื่อนขึ้น (หรือช้าลงเมื่อเคลื่อนลง) คุณจะถูกกดลงกับพื้น และดูเหมือนว่าคุณจะหนักขึ้นชั่วขณะ และในขณะที่เบรกเมื่อเคลื่อนขึ้น (หรือเริ่มเมื่อเคลื่อนลง) พื้นลิฟต์จะหายไปจากใต้เท้าของคุณอย่างแท้จริง คุณเองก็กำลังประสบกับผลกระทบของหลักการสมดุลของมวลเฉื่อยและแรงโน้มถ่วงโดยไม่รู้ตัว โดยที่ไม่รู้ตัว เมื่อลิฟต์เริ่มขึ้น มันจะเคลื่อนที่ด้วยความเร่งที่ถูกเพิ่มเข้าไปในความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงในกรอบที่ไม่เฉื่อย (เร่ง) ที่เกี่ยวข้องกับลิฟต์ และน้ำหนักของคุณจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ทันทีที่ลิฟต์ถึง "ความเร็วการล่องเรือ" ลิฟต์จะเริ่มเคลื่อนที่เท่าๆ กัน น้ำหนัก "ที่เพิ่มขึ้น" จะหายไป และน้ำหนักของคุณกลับคืนสู่ค่าปกติ ดังนั้นความเร่งจึงให้ผลเช่นเดียวกับแรงโน้มถ่วง

การเคลื่อนไหวของร่างกายในมิติหนึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวในอีกสองมิติ ตัวอย่างเช่น เส้นทางการบินของลูกกระสุนปืนใหญ่เป็นการผสมผสานระหว่างวิถีการเคลื่อนที่อิสระสองวิถี: การเคลื่อนไหวสม่ำเสมอในแนวนอนด้วยความเร็วที่ส่งไปยังแกนกลางโดยปืนใหญ่ และเร่งความเร็วในการเคลื่อนที่ในแนวตั้งอย่างสม่ำเสมอภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง

วลาดิเมียร์ ปาฟลอฟ

แนวคิดเบื้องต้น เป้าหมายของฟิสิกส์ หลักการและแนวคิดพื้นฐาน แนวคิดเรื่องอวกาศ-เวลา หลักการสมมาตรของกาลอวกาศ หลักการแบบไดนามิก การกระทำ. ฟังก์ชันลากรองจ์ สมการออยเลอร์-ลากรองจ์ กฎหมายการอนุรักษ์ ทฤษฎีบทของโนเธอร์ พลังงาน แรงกระตุ้น โมเมนต์ ปัญหาของเคปเลอร์ โมเดล. พิธีการแบบแฮมิลตัน การแสดงของเลเจนเดร ฟังก์ชันแฮมิลตัน สมการของแฮมิลตัน วงเล็บปัวซอง การกำหนดสูตรคงที่ของกลศาสตร์

การเจาะทะลุผ่านโลกถือเป็นวัตถุเสมือนจริงแบบคลาสสิก โดยใช้ตัวอย่างที่สามารถศึกษากฎหมายไปพร้อมๆ กัน แรงโน้มถ่วงสากลและ การสั่นสะเทือนฮาร์มอนิก- นักฟิสิกส์ได้ประมาณเวลาที่วัตถุจะตกลงในบ่อน้ำที่ผ่านใจกลางโลก โดยคำนึงถึงอิทธิพลของแรงต้านอากาศในบ่อน้ำหรือแรงเสียดทานที่อาจเกิดขึ้นกับผนังของมัน ประมาณการล่าสุดระบุว่าการตกสู่ใจกลางโลกจะใช้เวลาอย่างน้อย 1.8 ปี

โมเลกุลของของเหลวสัมผัสกับแรงดึงดูดซึ่งกันและกัน - อันที่จริงเป็นเพราะเหตุนี้ของเหลวจึงไม่ระเหยในทันที สำหรับโมเลกุลที่อยู่ภายในของเหลว แรงดึงดูดของโมเลกุลอื่นๆ จะกระทำในทุกด้าน ดังนั้นจึงสร้างสมดุลซึ่งกันและกัน โมเลกุลบนพื้นผิวของของเหลวไม่มีเพื่อนบ้านอยู่ภายนอก และแรงดึงดูดที่เกิดขึ้นจะมุ่งตรงภายในของเหลว เป็นผลให้ผิวน้ำทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะหดตัวภายใต้อิทธิพลของแรงเหล่านี้ เมื่อนำมารวมกัน ผลกระทบนี้นำไปสู่การก่อตัวของสิ่งที่เรียกว่าแรงตึงผิว ซึ่งทำหน้าที่ตามพื้นผิวของของเหลว และนำไปสู่การก่อตัวของฟิล์มบางและยืดหยุ่นที่มองไม่เห็นบนนั้น

4.5 (90%) 2 โหวต

วันนี้ฉันพบสิ่งใหม่และน่าสนใจสำหรับคุณ แม้ว่ามันอาจจะใหม่สำหรับฉันเท่านั้น แต่มันจะน่าสนใจสำหรับทุกคนอย่างแน่นอน - หยดของ Prince Rupert เรามาดูกันว่าหยดเหล่านี้คืออะไรและเหตุใดจึงน่าสนใจ...

Prince Rupert Drops คืออะไร

Prince Rupert Drops คือหยดแก้วที่มีหางบางซึ่งเกิดจากการใส่แก้วหลอมเหลวลงในน้ำ และสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับพวกมันก็คือพวกมันแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะบดขยี้ เหยียบย่ำ ทำลาย หรือทำลายด้วยวิธีอื่นใดที่ผู้คนเข้าถึงได้ แต่สิ่งนี้ใช้ได้กับการดรอปเท่านั้นเอง แต่ก็มีหางที่บางเช่นกัน ซึ่งมีความเสี่ยงของ สิ่งที่ดูเหมือนจะทำลายไม่ได้ถูกซ่อนไว้ และถ้ามันแตกก็จะเกิดการระเบิดของกระจกจริง ดูด้วยตัวคุณเองว่าพวกเขาพยายามบดขยี้หยดของ Prince Rupert ด้วยการกดไฮดรอลิกไม่สำเร็จอย่างไร:

และมันจะระเบิดได้ง่ายแค่ไหนหากส่วนปลายบางเสียหาย:

เอฟเฟกต์ที่น่าสนใจเหรอ?

เรามาดูกันว่าผลลัพธ์ที่น่าสนใจเช่นนี้ได้มาจากอะไร? ในการทำเช่นนี้ คุณต้องเข้าใจว่าหยดของเจ้าชายรูเพิร์ตทำอย่างไร

เจ้าชายรูเพิร์ต หยดวิธีทำ

ในการที่จะทำให้เจ้าชายรูเพิร์ตดรอป คุณต้องวางแก้วหลอมเหลวลงในน้ำ เมื่อแก้วหลอมเหลวเข้าสู่น้ำเย็น มันจะแข็งตัวอย่างรวดเร็วพร้อมกับความเครียดภายในจำนวนมหาศาลที่สะสมไปพร้อมๆ กัน ยิ่งไปกว่านั้น การระบายความร้อนเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วอย่างน้อยแต่ไม่ใช่ในทันที ดังนั้นเมื่อชั้นพื้นผิวเย็นตัวลง แข็งตัวขึ้น และลดปริมาตรลงแล้ว ส่วนด้านในของหยด เรียกอีกอย่างว่าแกนกลางยังคงอยู่ในสถานะของเหลวและหลอมเหลว

ถัดไปแกนกลางเริ่มเย็นลงและหดตัว แต่พันธะระหว่างโมเลกุลกับชั้นนอกที่เป็นของแข็งอยู่แล้วป้องกันไม่ให้เกิดการบีบอัดซึ่งเป็นผลมาจากการที่แกนกลางเย็นลงจะมีปริมาตรที่ใหญ่กว่าหากถูกทำให้เย็นลงในรูปแบบอิสระ

ด้วยเหตุนี้ แรงจึงกระทำในทิศทางตรงกันข้ามที่ขอบเขตของชั้นนอกและแกนกลาง ซึ่งดึงชั้นนอกเข้าด้านในและแกนกลางออกด้านนอก ทำให้เกิดความเค้นอัดสำหรับชั้นนอกและความเค้นดึงสำหรับชั้นในตามลำดับ แกนกลาง เป็นผลให้เรามีความตึงเครียดภายในอย่างมากซึ่งทำให้การตกหล่นรุนแรงมาก แต่ในขณะเดียวกันความเสียหายใด ๆ ที่เกิดขึ้นกับชั้นนอกจะทำให้โครงสร้างพังและการระเบิดของกระจกและเนื่องจากจุดที่บางที่สุดคือหาง โดยผ่านมันที่สามารถทำลายชั้นนอกเพื่อให้ได้การระเบิดที่สวยงามดังในวิดีโอด้านบนหรือในภาพด้านล่าง:

และวิดีโอนี้มีไว้สำหรับผู้ที่พบว่าการรับรู้ข้อมูลวิดีโอได้ง่ายกว่าการอ่านจดหมายจำนวนมาก:

หยดของ Prince Rupert ถูกค้นพบเมื่อใดและที่ไหน?

หยดของเจ้าชายรูเพิร์ตถูกค้นพบครั้งแรกในเยอรมนีในปี ค.ศ. 1625 อย่างไรก็ตามมีความเห็นว่าชาวดัตช์ค้นพบพวกเขาบ่อยครั้งหรืออาจฟังดูสวยงามกว่าเพราะทุกสิ่งที่ต่างประเทศกระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นมากขึ้นในเวลานี้ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นชื่อที่สองของหยดเหล่านี้ - น้ำตาของชาวดัตช์

เจ้าชายรูเพิร์ตเกี่ยวข้องอะไรกับเรื่องนี้ผู้อ่านอาจถาม? ความจริงก็คือเจ้าชายรูเพิร์ต ดยุคแห่งอังกฤษ เป็นผู้นำยาหยอดเหล่านี้ไปยังอังกฤษและนำเสนอต่อกษัตริย์ชาร์ลส์ที่ 2 แห่งอังกฤษ กษัตริย์ทรงชอบหยดแก้วที่น่าสนใจมากและทรงมอบให้ British Royal Scientific Society เพื่อการศึกษา เพื่อเป็นเกียรติแก่เหตุการณ์เหล่านี้ หยดที่แปลกประหลาดเริ่มถูกเรียกว่าหยดของ Prince Rupert และชื่อนี้ได้รับการเก็บรักษาไว้อย่างสมบูรณ์แบบจนถึงทุกวันนี้ ที่นี่เขาเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนว่าคุณสามารถลงไปในประวัติศาสตร์ได้อย่างไรเพียงแค่มอบสิ่งที่น่าสนใจให้กับบุคคลที่เหมาะสม

ที่น่าสนใจคือวิธีการทำน้ำตาของชาวดัตช์ถูกเก็บเป็นความลับมาเป็นเวลานาน ขณะเดียวกันก็ขายเป็นของเล่นที่น่าสนใจในงานแสดงสินค้าและตลาดด้วย

ฉันอ่านสิ่งที่พวกเขาเขียนเกี่ยวกับเจ้าชายรูเพิร์ต ชีวประวัติของเขาค่อนข้างน่าสนใจ เขามีส่วนร่วมมากมาย เหตุการณ์ทางประวัติศาสตร์แต่นี่เป็นหัวข้อสำหรับโพสต์แยกต่างหาก

เมื่อฉันโพสต์เสร็จ ฉันพบวิดีโอที่น่าสนใจและเกี่ยวข้อง ซึ่งมีการแสดงกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่ต้นจนจบ - ตั้งแต่การสร้างหยดของ Prince Rupert ไปจนถึงการระเบิดของแก้ว:

ตอนนี้หัวข้อการดรอปของ Prince Rupert ครอบคลุมไปหมดแล้ว และคุณสามารถแสดงความรู้นี้ในบริษัทอย่างใจเย็น หรือแม้แต่ทำการดรอปที่คล้ายกันได้ (โปรดใช้ความระมัดระวัง) นั่นคือทั้งหมดสำหรับวันนี้ เจอกันครั้งหน้า!

ให้เราแยกความแตกต่างระหว่างชั้นนอกและแกนในตามเงื่อนไขในการดรอป หยดจะเย็นลงจากพื้นผิวและชั้นนอกจะหดตัวและลดปริมาตรในขณะที่แกนกลางยังคงเป็นของเหลวและร้อน

หลังจากที่อุณหภูมิภายในลูกบอลลดลง แกนกลางจะเริ่มหดตัว แต่กระบวนการนี้จะถูกต้านทานโดยชั้นนอกที่แข็งอยู่แล้ว ด้วยความช่วยเหลือของแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล มันจะยึดนิวเคลียสไว้อย่างแน่นหนา ซึ่งเมื่อเย็นตัวลงจะถูกบังคับให้ครอบครองปริมาตรที่ใหญ่กว่าถ้ามันเย็นตัวลงอย่างอิสระ

เป็นผลให้แรงเกิดขึ้นที่ขอบเขตระหว่างชั้นนอกและแกนกลาง โดยดึงชั้นนอกเข้าด้านใน ทำให้เกิดความเค้นอัดในนั้น และแกนในออกไปด้านนอก ทำให้เกิดความเค้นดึงในนั้น

ความเครียดเหล่านี้จะสูงมากเมื่อระบายความร้อนเร็วเกินไป ดังนั้นส่วนด้านในของลูกบอลสามารถแตกตัวออกจากส่วนด้านนอกได้ และเกิดฟองขึ้นในหยด

ความเค้นตกค้างที่สูงมากส่งผลให้เกิดคุณสมบัติที่ผิดปกติ เช่น ความสามารถในการทนต่อการกระแทกด้วยค้อนที่ศีรษะของ Prince Rupert ที่หล่นโดยไม่ทำให้ความสมบูรณ์ของมันเสียหาย

แต่ถ้าคุณทำให้หางเสียหายเล็กน้อย หยดนั้นจะพังทลายลงด้วยความเร็วสูง การทำลายล้างเกิดขึ้นด้วยความเร็ว 1,658 เมตรต่อวินาที หรือประมาณ 5,968.8 กิโลเมตรต่อชั่วโมง