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水果陈列架的秘密_雪崩和水果溃塌有何联系

2024-01-16科学

在采购杂货时,我们常常面对熟悉的压力。不,我们不是在谈论在感恩节前一周进入沃尔玛的情景——而是指那些精心构建的水果斜塔。在回家的路上捡几个苹果,突然变成了一个充满紧张和公开的水果版「掸咯咯」游戏。但别担心,科学来了帮忙——研究人员已经找出了在水果陈列架上可以取下多少水果,而不至于造成崩塌混乱。

乍一看,研究水果陈列架的崩塌可能不那么重要,但是摔倒的水果物理现象与更危险的雪崩现象密切相关。尽管水果陈列架的排列比地球或山上的积雪要规律得多,但这是一个确定从结构中移除物体的效果的好起点。

智利三所大学的物理学家们开展了一个电脑模拟实验,模拟了不同角度叠放了90、372、846、1512和2370个球体。然后通过随机移除球体直到崩塌的模拟实验,也帮助他们确定了在什么角度和尺寸的陈列架下,崩塌会立即发生,完全不会发生,或者如果两者都不是,需要移除多少模拟水果才会导致崩塌。

研究结果显示,在任何给定的陈列架中,大约可以移除约10%的水果,然后触发雪崩。换句话说,如果有一个排列整齐的100个[插入您喜欢的圆形水果名称],尽量不要成为移除第11个水果的人——除非您愿意突然被89个李子击中。

为了更贴近实际的雪崩或山体滑坡,研究团队希望未来的研究能够使用包括不同大小和随机排列的物体的模拟——就像水果沙拉一样。在研究的结论中,团队写道:「我们想强调考虑日常现象的价值,以启发了解像雪崩这样的复杂问题的新途径。」

尽管造成一个视觉上令人愉悦的苹果陈列崩溃可能会带来一种沉重而公开的尴尬,但与完全成型的雪崩相比,这只是一个相当温和的后果。例如,有记录以来最快的碎屑雪崩是由致命的圣海连斯火山爆发引发的,速度接近声速的三分之一。

该研究发表在【物理评论E】上。