นี่เป็นข่าวดีหากคุณบังเอิญทำของตกหล่นขณะที่คุณเดินเล่นบนพื้นทรายของดาวอังคาร คุณควรจะหาของที่คุณทำตกได้ง่ายกว่าทำตกพื้นทรายบนพื้นโลก และนั่นไม่ใช่เพียงเพราะแรงโน้มถ่วงที่อ่อนกว่าของดาวอังคาร นักฟิสิกส์สองทีมได้แสดงให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นกว่า เช่น ของโลก ทำให้ลูกบอลโลหะที่ตกลงมาทะลุทะลวงเข้าไปในภูมิประเทศที่เป็นเม็ดเล็กๆ ได้ลึกกว่ามากสาด! เฟรมวิดีโอที่ห่างกันหลายสิบมิลลิวินาทีแสดงให้เห็นเม็ดทรายใต้อากาศที่หนึ่งในห้าของความดันบรรยากาศกลืนลูกบอลโลหะ แนวของทรายในภาพสุดท้ายจะสูงขึ้นมากหากแรงกระแทกเกิดขึ้นภายใต้ความกดอากาศปกติ
G. CABALLERO/มหาวิทยาลัย ของทเวนเต้
Detlef Lohse จาก University of Twente ในเมือง Enschede ประเทศเนเธอร์แลนด์ กล่าวว่า “มันขัดแย้งกับสัญชาตญาณมาก” “คุณคงคาดได้ว่าเมื่อมีอากาศแล้ว จะเกิดแรงเสียดทานมากขึ้น” ทำให้ลูกบอลลงสู่พื้นทรายช้าลง Lohse กล่าวว่า การปรากฏตัวของอากาศทำให้ทรายมีพฤติกรรมเหมือนของเหลวมากกว่าของแข็ง
ทรายเป็นตัวอย่างของสิ่งที่นักฟิสิกส์เรียกว่าวัสดุที่เป็นเม็ด ไม่ว่าจะเป็นปลาหรือไก่ วัสดุที่แสดงเป็นเม็ดมีลักษณะที่ชวนให้นึกถึงทั้งของแข็งและของเหลว ตัวอย่างเช่นกรวดสามารถไหลได้อย่างราบรื่น แต่ติดขัดทันที
ในการทดลองของพวกเขา Lohse และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ศึกษาว่าลูกบอลเหล็กขนาดเท่าหินอ่อนจมลงไปได้ลึกเพียงใดเมื่อตกลงไปในทรายที่หลวมและแห้ง เมื่อตกจากความสูง 15 ซม. ในความกดอากาศ ลูกบอลจะทะลุลงไปในทรายได้มากถึง 13 ซม. แต่เมื่อทีมลดความกดอากาศลงเหลือหนึ่งในสี่สิบของชั้นบรรยากาศ ความลึกของการเจาะจะลดลงเหลือเพียง 4 ซม.
ทีมงานยังได้ประเมินว่าผลกระทบของลูกบอลทำให้ปริมาณ
ทรายบนเตียงเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใด เมื่อมีอากาศที่ความดันบรรยากาศ ปริมาตรของทรายจะคงที่โดยประมาณ แต่ในการทดลองภายใต้สุญญากาศ ปริมาตรลดลง แสดงว่าทรายอัดแน่นแล้ว
ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา
สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล
ติดตาม
ในการทดลองอิสระ Heinrich Jaeger จาก University of Chicago และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้รังสีเอกซ์เพื่อถ่ายภาพภายในของเตียงทรายขณะที่ลูกเหล็กตกลงมา พวกเขาพบความแตกต่างอย่างมากในความลึกของลูกบอลที่เจาะ โดยขึ้นอยู่กับ ความกดอากาศ ในการทดสอบภายใต้สุญญากาศ ทรายที่อยู่รอบๆ ลูกบอลจะดูเข้มขึ้น ซึ่งแสดงว่ามันถูกบดอัดแล้ว ไม่มีความมืดเกิดขึ้นเมื่อลูกบอลตกลงไปในทรายในที่ที่มีอากาศ การศึกษาทั้ง สองมีกำหนดจะปรากฏในจดหมายทบทวนทางกายภาพ
Lohse กล่าวว่าเมื่อลูกบอลดันลงไปในทราย อากาศจะมีชั้นของการหล่อลื่นที่ช่วยให้อนุภาคทรายไหลไปรอบ ๆ ลูกบอลได้ ซึ่งช่วยลดการลากทำให้ลูกบอลจมลง เยเกอร์เห็นด้วย โดยเสริมว่าการมีอยู่ของอากาศทำให้มีโอกาสน้อยที่เม็ดทรายจะเสียดสีกัน และทำให้ลูกบอลเคลื่อนที่ช้าลงด้วยการกระจายพลังงาน เขากล่าวว่าการทดลองของกลุ่มของเขาแสดงให้เห็นว่าในที่ที่มีอากาศ ทรายทั้งหมดจะทำหน้าที่เหมือนของเหลว
การค้นพบใหม่นี้อาจชี้ให้เห็นถึงการก่อตัวของหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์และดาวเคราะห์จากผลกระทบของอุกกาบาต นักวิจัยกล่าว การวิจัยยังสามารถปรับปรุงรูปแบบพฤติกรรมของวัสดุเม็ด
Daniel Goldman จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจียในแอตแลนตากล่าวว่า “การทดลองอย่างระมัดระวังเช่นนี้เป็นหนทางเดียวที่จะทำได้”
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
