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掰断一根意大利面,它会断成几截?

科普小知识2022-08-07 23:27:42
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这是一个很容易在家里做的小实验:拿一块又长又薄的干意大利面,抓住它的两端,慢慢弯曲,直到面条能承受的极限。看意大利面条怎么碎的。

当弯曲一个细长的物体时,我们希望它能分成两块,就像铅笔和筷子一样,就像普通的挂面一样。然而,意大利面条会以一种非常特殊的方式破裂:当你捏两块面条并将其弯曲时,长面条几乎总是会破裂成至少三块,有时甚至更多。

(我打碎了一块意大利面,这块产生了更多的碎片,可以看到三个小碎片从中间飞出)

多年来,人们已经注意到这种特殊的断裂模式,但很少有正式的研究。然而,我们至少可以找到一篇关于意大利面骨折的特别论文,发表在2005年的《物理评论快报》上,并获得搞笑诺贝尔奖。

研究人员通过模型计算和实验得出结论,这种特殊的意大利面条断裂模式与第一次断裂后面条弯曲度的变化有关。

断裂发生前,面条均匀弯曲,弯曲度非常接近面条所能承受的极限:

接下来,将会有第一次断裂发生的位置。当断裂部分进入*状态时,弹性将使意大利面条从断裂部分上升并部分拉直。这种矫直趋势将从断裂处延伸:

因此,在拉直高弹性面条的过程中,后面会有一个位置被压得更紧。当弯曲度超过极限时,这里会发生第二次断裂。

(我知道可能是这样)

以下是研究人员进行的实际实验图像,他们将一块干意大利面条弯曲成圆弧,然后松开一端(以模拟第一次断裂发生后的情况),可以看到面条拉直过程中弯曲程度变大的位置(箭头所示),以及最终的第二次断裂:

然而,普通的中国挂面没有意大利面条那么有弹性。我试过了,但没有观察到这种现象。

这里的示意图来自《每日智慧》的视频,它使用40000fps的意大利面高速摄影,非常好。

如果你感兴趣,你可以通过吃更多的面条来感觉到,但是意大利面条碎片总是会掉得到处都是,你必须在观察后扫地。