Topu şaquli olaraq yuvarlamaq üçün fizikanın yenidən təyin edilməsi

Vaterloo Universitetinin tədqiqatçıları əvvəllər qeyri-mümkün hesab edilən bir nailiyyət əldə etdilər – heç bir xarici qüvvə tətbiq etmədən kürəni tamamilə şaquli bir səthə yuvarlamaq.
Yüksək sürətli kameralar tərəfindən lentə alınan kortəbii yuvarlanma hərəkəti iki Waterloo tədqiqat qrupu tərəfindən aylarla davam edən sınaq, səhv və nəzəri hesablamalardan sonra gözlənilməz bir müşahidə idi.
Mexanika və mexatronika mühəndisliyi professoru və Vaterloo Nanotexnologiya İnstitutunun icraçı direktoru Dr. Sushanta Mitra, “Bunun baş verdiyini ilk dəfə görəndə, açıq şəkildə inamsız idik” dedi.
“Biz hər şeyi iki dəfə yoxladıq, çünki bu, sağlam düşüncəyə zidd görünürdü. Bunun təsadüfi olmadığını və bunun əsl şaquli yuvarlanma olduğunu təsdiqləyəndə laboratoriyada həyəcan var idi.”
Kəşf noxud boyda kürə ilə cib telefonu ekranı ölçüsündə şaquli sürüşmə arasında düzgün elastiklik və ya yumşaqlıq tarazlığının tapılması ilə bağlı idi.Oyna
00:0000:06SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun
Kürələr çox yumşaq olsaydı, səthə yapışdılar və ya aşağı sürüşdülər. Əgər onlar çox sərt olsaydılar, kürələr cazibə qüvvəsi ilə düz aşağı düşdü.
Lakin tədqiqatçılar elastikliyin düzgün birləşməsini – saqqızlı ayının təxmini konsistensiyasını və süngər siçan yastığı kimi hiss edəcək səthi – kürə ilə vurduqda, kürə hər iki saniyədə təxminən bir millimetr sürətlə aşağı yuvarlandı.
“Əsas odur ki, yuvarlandıqca kürə təmas nöqtəsində formasını bir qədər dəyişir” dedi Mitra. “Ön kənar bağlanan fermuar kimi, arxa kənar isə onu açmaq kimi fəaliyyət göstərir. Bu asimmetriya yapışmadan və ya tamamilə düşmədən yuvarlanmağı saxlamaq üçün kifayət qədər fırlanma momenti və ya tutuş yaradır.”
“Yumşaq kürənin şaquli yumşaq substratda kortəbii yuvarlanması” adlı məqaləni dərc edən Soft Matter jurnalı , kəşfin “fizika haqqında əsas anlayışımıza meydan oxuduğunu” xülasədə qeyd etdi.Oyna
00:0000:11SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun
Praktiki baxımdan, Mitra dedi ki, tapıntı boruları yoxlamaq, mağara sistemlərini araşdırmaq və ya Marsa missiyalar və ya digər kosmik tədqiqatlar üçün daha yaxşı avadanlıqların istehsalına kömək etmək üçün yumşaq robotların hazırlanmasında istifadə edilə bilər.
“Bu, şaquli səthlərdə hərəkət haqqında tamamilə yeni düşüncə tərzini açır” dedi Mitra. “Hazırda robotlar və nəqliyyat vasitələri üfüqi və ya bir qədər meylli səthlərlə məhdudlaşır. Bu kəşf bunu dəyişə bilər.”
Daha çox məlumat: Surjyasish Mitra et al, Yumşaq kürənin şaquli yumşaq substratda kortəbii yuvarlanması, Soft Matter (2025). DOI: 10.1039/D4SM01490A
Jurnal məlumatı: Soft Matter
Waterloo Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir