【物理學家創建無摩擦流通過添加更多摩擦】
流動資產: 如何使硬幣像液體一樣流動
可以通過提高其它地方的摩擦減少摩擦在系統的一個組成部分。
這是 Yasinul · 卡裡姆和艾瑞克科溫在美國的俄勒岡大學的好奇與直覺相反的結論。
物理學家發現在一個簡單的實驗涉及硬幣在薄壁的輸送帶上移動。
他們表現出皮帶輸送機和硬幣之間的摩擦可以徹底刪除硬幣與牆之間的摩擦。
卡裡姆和科溫認為可以發展他們的調查結果,改善如何皮帶運輸,如同煤炭採礦和醫藥製造行業中的顆粒材料。
一位科學家不參與的工作表明奇怪的現象可能會產生更廣泛的適用性,在類比重力和甚至交通管理的影響。
摩擦運載重量
在容器中裝滿液體,液體對基數增大線性與液體的高度向下的力。
但是,粒狀材料表現出一種現象稱為 Janssen 效果,材料與容器之間的摩擦在允許要承擔部分的重量的容器的邊緣。
材料在容器的高度上升,變得基礎上力量的增加,更逐漸,直到最終向容器中添加更多的材料導致沒有變化。
現在,俄勒岡州兩位物理學家已經打開了問題它的邊,傳播出去傳送帶上硬幣和局限他們與運動的方向平行的兩面牆和牆在下游結束了皮帶的 (見圖)。
"重力"被類比打開皮帶輸送機和推往下游長城硬幣。
感應器監視部隊在這面牆的變化將更多硬幣添加到皮帶。
液體貨幣
出人意料的是,該部隊測量增加線性與硬幣添加,顯示不像在垂直情況下,顆粒系統行為完全就像一種液體的數量。
卡裡姆和科溫提議皮帶與硬幣之間的摩擦導致的硬幣在震動。
這種震動中移除硬幣與側壁,從而防止側壁軸承任何前方部隊之間的摩擦。
因此,在硬幣上的所有部隊是直接都轉給下游牆。科溫提供一個比喻:
如果你把一塊磚,把它放在一塊木板上按住它在某一角度,磚不會滑下來因為有磚和木材之間的摩擦。
但如果你敲木頭或搖動它,您將允許磚開始滑落。
矛盾的是,存在摩擦的一種消除了另一種。
研究人員發現,如果他們添加一個鋸齒模式到聯鎖與邊緣,硬幣的牆壁然後這個宏觀的摩擦不能消除振動和他們觀察到的西安楊森效果類型,隨著下游的增加力量趨於穩定,增加了更多的硬幣。
改進式輸送機控制
儘管研究很可能不需要多實際用途 — — 傳送帶不通常結束在一堵牆 — — 卡裡姆和科溫計畫看看其中的專案正在在皮帶的動態情況。
他們希望這將提供控制和停止物件以有效的方式,並不適用于過度的見解力和損壞物品或皮帶。
John Wambaugh的環境保護機構喜歡紙張的示範中可以關閉重力模型的西安楊森效應。
是否你在地球上,你總是問的問題 '重力的作用是什麼?',但要關閉和打開切換重力非常難,他說。
他們的系統是優雅的方式來類比重力在 2D 中的。
不止于此,他建議在其他領域的想法可能是有用的。
交通流量基本上是顆粒狀的系統,他說。
當然,重力不操作方式相同,但你肯定可以看到如何從一個類似的系統的見解可能有很多對人們的影響處理的每一天"
這項研究將發表在即將出版的物理評論快報.
關於作者
Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家
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