ComputersHowto
Har du någonsin undrat varför våra fingrar har dessa mönster på sig, nästan geometriska - några runda, några båtformade? naturligtvis hjälper det oss att bättre gripa och hålla men vad är chanserna? Vilka är chanserna att våra fingrar är rippade som de är?
OK. Låt oss prata om det på det här sättet. Har du någonsin undrat varför en druva rynkar som den gör, till en russin? Statistiskt sett, vad är sannolikheten för att just denna druva skrynklar med just dessa mönster till en russin? Om vi går längre fram kan det finnas en matematisk funktion som förklarar mönster på böjda ytor?
Nu har ett team av MIT-matematiker och ingenjörer utvecklat en matematisk teori, bekräftad genom experiment, som förutsäger hur rynkor på böjda ytor tar form. Från sina beräkningar bestämde de att en huvudparameter-krökning reglerar vilken typ av mönster som bildas: Ju mer krökt en yta är, desto mer liknar dess ytmönster ett kristallliknande galler.
I tidigare experiment tillverkades pingpongstorlekar för att undersöka hur deras ytmönster kan påverka sfärens drag. En karaktäristisk övergång i sfärens ytmönster observerades när luft långsamt sugs ut: När sfärens yta komprimerades började den fördjupa sig och bildade ett mönster av vanliga hexagoner innan det gav plats för en mer invecklad, labyrintisk konfiguration, som liknar fingeravtryck..
Se även: Fysiker skapar Mobius-remsor genom polarisering av ljus
Teamet förutspådde att det finns en matematisk ram för att beskriva rynkor i form av elasticitetsteori. Genom att kombinera idéer från vätskemekanik med elasticitetsteori härleddes en förenklad ekvation som exakt förutsäger rynkmönster.
I datasimuleringar bekräftade forskarna att deras ekvation verkligen kunde reproducera de ytmönster som observerades i experiment korrekt. De kunde därför också identifiera de viktigaste parametrarna som styr ytmönster.
Som det visar sig är krökning en viktig avgörande faktor för huruvida en skrynklig yta täcks av hexagoner eller ett mer labyrintiskt mönster: Ju mer krökt ett föremål är, desto mer regelbunden är den skrynkliga ytan. Tjockleken på ett objekts skal spelar också en roll: Om det yttre lagret är väldigt tunt jämfört med dess krökning, kommer ett föremåls yta sannolikt att vara krökt, liknande ett fingeravtryck. Om skalet är lite tjockare bildar ytan ett mer sexkantigt mönster.
Håll koll på trenderna och de senaste vetenskapliga och tekniska nyheterna från fossBytes.
