Təsəvvür edin ki, ağır bir kitab stolun üstündə dayanır. Əgər kitabı barmağınızın ucu ilə yumşaq bir şəkildə masanın üzərindən itələməyə çalışsanız, o, ilk növbədə hərəkətsiz qalacaq kimi görünə bilər – görünən şəkildə sürüşməyə başlamaq üçün daha çox güc tələb olunur. Eynilə, əgər siz yavaş-yavaş masanı yuxarı əyməyə başlasanız, kitab hələ də hərəkətsiz qalır, masanın əyilməsi kritik bucağa çatana və kitab birdən aşağı sürüşənə qədər sürtünmə nəticəsində masaya yapışır. Böyük qüvvələr altında görünən sükunətdən qəfil hərəkətə keçid zəlzələ və sürüşmələrdə müşahidə olunur.

Tarixən iki sürüşən interfeys arasındakı sürtünmə Coulomb qanunu adlanan sadə ifadə ilə modelləşdirilmişdir. İndi Caltech tədqiqatçıları Coulomb qanununun reallığı təsvir etmək üçün yetərli olmadığını və kəsmə və təzyiqə məruz qalan interfeyslərin hərəkətsiz görünsələr də, əslində həmişə insan gözü üçün hiss olunmayan sürətlə sürüşdüyünü nümayiş etdirdilər.

Təbiətdə nəşr olunan bir məqalədə bildirilən bu yeni müşahidələr zəlzələ və sürüşmə mexanikasını daha dəqiq başa düşməyi təmin edir və material interfeyslərinin mühəndisliyi üçün böyük təsirlərə malikdir.

Bu iş Ares Rosakis, Aeronavtika və Maşın Mühəndisliyi professoru Teodor fon Karman və Maşınqayırma və Geofizika professoru Nadia Lapusta, Lawrence A. Hanson Jr.-ın tədqiqat qrupları arasında əməkdaşlıqdır.

İki səth təmasda olduqda, istər kitab, istər masa olsun, istərsə də yer qabığının iki lövhəsi bir qırılma boyunca sıxılmış və kəsilmiş olsa da, Coulomb qanunu göstərir ki, “statik sürtünmə əmsalı” adlanan müəyyən bir kəmiyyət var ki, bu da birləşən səthlər sürüşməyə başlamazdan əvvəl aradan qaldırılmalıdır. Başqa sözlə, Coulomb qanunu, iki sıxılmış interfeysin kifayət qədər kəsmə qüvvəsi – interfeysin istiqamətinə paralel bir qüvvə tətbiq edilmədiyi təqdirdə tamamilə hərəkətsiz olduğunu bildirir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741939613&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-refining-laws-friction-seismological-tunnel.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1741939586156&bpp=1&bdt=332&idt=48&shv=r20250305&mjsv=m202503120101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741939502%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741939502%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741939502%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C1905x945&nras=2&correlator=3053863858301&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1974&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95354315%2C95354334%2C95354598%2C31090986%2C31090357&oid=2&pvsid=4147853616719690&tmod=1151282108&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7Co%7CpeEbr%7C&abl=NS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=27462

Coulomb modeli intuitiv görünə bilər, lakin onilliklər ərzində qaya mexanikasını və nasazlıqları öyrənən tədqiqatçılar bunun tam hekayə olmaya biləcəyini bilirlər. Bu elm adamları sürtünmənin sürüşmə sürətindən və sürüşmə interfeyslərinin inkişaf edən vəziyyətlərindən asılı olduğu sürət və vəziyyət qanunları adlanan daha ətraflı tənliklər təqdim etdilər. Dərəcə və vəziyyət qanunları heç bir statik sürtünmə əmsalı olmadığını və kəsmə hərəkətinin bütün kəsmə qüvvələri altında baş verdiyini proqnozlaşdırır – buna görə də, məsələn, barmağınızın ucu ilə ağır bir kitabın ən kiçik bir itələnməsi belə kitabın kiçik, görünməz miqdarda sürüşməsinə səbəb olacaq.

Yeni məqalədə komanda, sürət və vəziyyət qanunlarını təsdiq edərək, görünən statik sürtünmə əmsalının nəzərdə tutduğundan daha aşağı kəsmə qüvvələrində belə hərəkətin baş verdiyinə dair ilk birbaşa sübut təqdim edir. Laboratoriya tədqiqatlarında komanda rəqəmsal görüntü korrelyasiyası (DIC) adlı optik metoddan və təmasda olan iki səthdə öyrədilmiş kameradan istifadə edib. Onlar müəyyən etdilər ki, kəsilmə altında səthlər bir-birinin üzərində saniyədə ^10-12 metr və ya saniyədə 0,000000000001 metr sürətlə sürüşür . Bu sürətlə, bir il ərzində bir millimetr sürüşmənin bir hissəsi toplanır.

Əlaqələndirici səthlər analoji üsullarla kəsmə qüvvələrinə cavab verən sürüşmə qaya interfeyslərini təqlid edən bir növ plastikdən hazırlanmışdır. Bu tədqiqat Caltech-in laboratoriyada surroqat zəlzələ proseslərinin yenidən yaradılması və tədqiqi təcrübəsini genişləndirir, tədqiqat Rosakis (keçmiş GALCIT direktoru) və seysmoloq S. S. S. Profes və S. Profes Kanammits tərəfindən yaradılmış Graduate Aerospace Laboratories (GALCIT) tərəfindən yaradılmış 30 yaşlı Caltech “seysmoloji külək tuneli” tərəfindən həyata keçirilir. Geofizika, Emeritus və Caltech-in Seysmoloji Laboratoriyasının keçmiş direktoru. Obyekt zəlzələlərin qırılması zamanı baş verən fiziki proseslərin eksperimental analoqlarının yaradılmasına həsr olunub.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Rosakis deyir: “Qədim Yunan təbiət filosofu Heraklitin sözləri ilə desək, hər şey axır; hər şey hərəkət edir, heç bir şey heç vaxt sabit deyil”. “Mütəxəssislər statik sürtünmə əmsalı olmadığından şübhələnirdilər, lakin indi biz təkmil sürtünmə qanunlarını təsdiqləmək və onların digər sahələrdə istifadəsini təşviq etmək üçün birbaşa interfeysdə misli görünməmiş dəqiqliyə malik optik mikro ölçülərdən istifadə etməklə bunu qəti şəkildə sübut etdik.”

Bundan əlavə, tədqiqatçılar tapdılar ki, “tutma müddəti” adlanan iki obyekt uzun müddət təmasda olduqda, yenicə təmasda olduqdan daha çox bir-birinə “yapışmağa” meyllidirlər. Bu inkişaf edən yapışma “müalicə” adlanan bir fenomendir ki, bu zaman mikroskopik təmas sahələri lokal olaraq güclənir və zamanla artaraq interfeysi sürüşməyə daha davamlı edir. Məqalədə, komanda həmçinin kiçik qüvvələr altında baş verən mikroskopik sürüşməni necə yavaşlatdığını ölçməklə şəfanın miqdarını müəyyənləşdirdi.

Lapusta deyir: “Biri təəccüblənə bilər ki, belə dəqiqə sürüşmə sürətlərini ölçməyin nə üçün vacibdir; Axı, onlar statik sürtünmə əmsalı anlayışının proqnozlaşdırdığı kimi sıfıra yaxındır”. “Əhəmiyyət təkcə sürət və vəziyyət sürtünməsinin yoxlanılmasında deyil, həm də interfeysin sağalmasının kəmiyyətinin müəyyən edilməsindədir. Sürət və vəziyyət sürtünmə qanunları, sağalmanın sürüşmə sürətlərinin azalmasında özünü göstərməli olduğunu proqnozlaşdırır, bu, bizim ölçdüyümüz şeydir və bizə sağalmanı kəmiyyətcə hesablamağa imkan verir. Bu, öz növbəsində, bizə bu cür hadisələrin, yer səthinin necə olacağını proqnozlaşdırmağa imkan verir. xəta boyunca təbliğ etmək”.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=809300024&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1741939613&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-03-refining-laws-friction-seismological-tunnel.html%23google_vignette&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM0LjAuNjk5OC44OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNC4wLjY5OTguODkiXSxbIk5vdDpBLUJyYW5kIiwiMjQuMC4wLjAiXSxbIkdvb2dsZSBDaHJvbWUiLCIxMzQuMC42OTk4Ljg5Il1dLDBd&dt=1741939586157&bpp=1&bdt=333&idt=48&shv=r20250305&mjsv=m202503120101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741939502%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741939502%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1741939502%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0%2C1905x945%2C750x188%2C1005x124&nras=3&correlator=3053863858301&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3699&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95354315%2C95354334%2C95354598%2C31090986%2C31090357&oid=2&psts=AOrYGslDWkQrUvD70J8QVo14WdqY1v4Ux42qWdXlBeQEG7KXI4eRJq8ycknzKZs6AfNOKMm2vP6qFcSYUW_iY5jwhOZ4DbUvy-6LLtLPz92wsVhveNW9ng&pvsid=4147853616719690&tmod=1151282108&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage2.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=27840

Həqiqətən, komanda sürətli sürüşmə zamanı interfeyslər arasındakı sürtünmənin, məsələn, 5 dəqiqə ilə müqayisədə bir il ərzində təmasda olan interfeyslər üçün əhəmiyyətli dərəcədə daha böyük olacağını – təxminən 20% daha böyük olacağını tapdı.

“Bir çox zəlzələ və sürüşmə modelçiləri hələ də sağalmanın təsirlərini özündə birləşdirməyən daha sadə sürtünmə qanunundan istifadə edirlər” dedi tədqiqatın ilk müəllifi Krittanon (Hovuz) Sirorattanakul (Ph.D. ’24), hazırda Chevron-da tədqiqatçı. “Ümid edirik ki, işimiz cəmiyyəti bu tədqiqatlarda şəfa vermənin vacibliyini tanımağa təşviq edəcək.”

Zəlzələlərin və nasazlıqların daha yaxşı modelləşdirilməsinə imkan verməklə yanaşı, tapıntılar sürtünmə təcrübələrinin dizaynı və nəzarəti üçün böyük təsirlərə malikdir. Rosakis izah edir: “Komandamız laboratoriyada zəlzələ qırılmalarının təkrarlanması ilə bağlı vaxtaşırı problemlər yaşayırdı”. “İndi biz bilirik ki, təcrübənizi qursanız, sonra nahar fasiləsi etsəniz, həmin səthlər bu müddət ərzində sağalır və zəlzələ qırılma nəticələriniz əhəmiyyətli dərəcədə fərqli olacaq!”

Daha çox məlumat: Krittanon Sirorattanakul və digərləri, Stasionar görünən sürtünmə interfeyslərinin sürüşməsi və sağalması, Təbiət (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08673-0

Jurnal məlumatı: Təbiət 

Kaliforniya Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir