Principe général de l'expérience :un objet élastique fermé (un anneau ou un anneau) est maintenu à l'intérieur d'un film de savon. À t =0, le film de savon extérieur est cassé permettant à l'objet, avec film de savon intérieur intact, tomber librement. La force de tension de surface déséquilibrée du film de savon interne fait que l'objet se déforme de manière dynamique ; ce mouvement est capturé par une caméra à haute vitesse. Crédit :arXiv :1812.11009 [cond-mat.soft]
Une équipe de chercheurs de l'Université d'Oxford, Le MIT et l'Université de Limerick ont découvert qu'il est possible de prédire la stabilité d'un anneau qui s'effondre en comptant ses plis. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit les expériences qu'ils ont menées qui impliquaient de placer un anneau élastique sur un film de savon et d'enregistrer ce qui se passe lorsque l'anneau s'effondre.
L'une des choses intéressantes dans le domaine de la physique est sa portée. Les chercheurs sur le terrain étudient les étoiles en cherchant à expliquer comment nous en sommes arrivés là; d'autres étudient le monde quantique, cherchant à mieux comprendre comment la réalité telle que nous la connaissons existe – et puis il y a des applications moins exotiques, comme étudier comment et pourquoi les choses se déforment comme elles le font. Pourquoi un pont se déforme-t-il soudainement et tombe-t-il ? Ou pourquoi les pare-brise des voitures se déforment sous le poids de la neige, et exactement combien de neige est nécessaire? Les physiciens étudient ce flambement pour mieux comprendre comment les matériaux fonctionnent dans des conditions variables.
Dans ce nouvel effort, les chercheurs se sont interrogés sur les facteurs impliqués lorsqu'un anneau élastique placé sur un film de savon s'effondre. Des recherches antérieures ont montré qu'un tel anneau s'effondrerait de différentes manières en fonction de différents facteurs. Les chercheurs se sont demandé si ces facteurs pouvaient être prévisibles. Découvrir, ils ont mené plusieurs expériences avec des anneaux élastiques et des films de savon.
Toutes les expériences impliquaient la même configuration de base. Un film de savon a été appliqué sur une quantité d'eau. Un anneau a ensuite été placé sur le film de savon. Une fois l'anneau en place, les chercheurs ont cassé la tension superficielle en poussant le film de savon avec une épingle à l'extérieur de l'anneau. Une fois la tension superficielle relâchée, l'anneau s'est effondré et a coulé dans l'eau ci-dessous. L'action a été capturée avec une caméra à haute vitesse. Le seul facteur qui a changé entre les expériences était l'épaisseur et la largeur des anneaux.
Les chercheurs ont découvert que lorsque les parois annulaires étaient larges et minces, l'anneau se déformait vers l'intérieur, mais lorsque les murs étaient épais, l'anneau bouclerait à la fois vers le haut et vers le bas. Ils ont ensuite créé un modèle pour prédire le type de flambement de l'anneau qui se produirait en fonction des propriétés de l'anneau. Les tests ont montré que le modèle pouvait prédire avec précision quel type de flambement se produirait, selon le type de bague utilisé.
Instantanés expérimentaux du flambement dynamique d'un anneau élastique (a) (h =1 mm =R
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