Fyzika báboviček
Naplnit formičku pískem, poklepat na ni, otočit a rychle položit na zem. Už od mala víme, že písek má být trochu vlhký, protože ze suchého materiálu se bábovičky prostě dělat nedají. Malé dítě to samozřejmě neví, ale vy to tušíte … na vině je fyzika.
Úplně suchý písek má zajímavé vlastnosti. I když se jedná o zjevně pevnou látku, chová se spíše jako kapalina. Pokud ho naberete do nádoby, přijme tvar nádoby, stejně jako například voda. Když ho žene vítr po krajině, vytváří duny a dostává tak tvar podobný vlnám na moři. Na bábovičky se nehodí, protože nemá soudržnost a doslova protéká mezi prsty, stejně jako kapalina. Pokud se ale tato pseudo tekutá hmota dostane do kontaktu se skutečnou kapalinou, vodou, vše se okamžitě změní. Vlhký písek neteče, dá se hníst a zachovává si určitý tvar.
Ideální množství vody
Ukázalo se, že ideálním množstvím vody, která dělá z tekutého suchého materiálu tvárnou hmotu, odpovídá jednomu až pěti objemovým procentům - pokud stavíte hrady nebo bábovičky z běžného písku s víceméně kulatými zrny.
Pokud je písek složen ze špičatějších nebo dokonce porézních zrn, může být vody i více.
Přitom je zajímavé, že nezáleží, jestli je vody jen jedno procento nebo třeba tři. Písek se ve všech případech chová stejně. Teprve při překročení určité hranice se znovu zkapalňuje, tentokrát proto, že se pevný tvar ve vodě jednoduše rozteče.
Vysvětlení je v podstatě jednoduché. V písku, který se hodí k výrobě báboviček nebo třeba hradu na pláži, vedle sebe zároveň koexistují zrnka písku i voda a dokonce bublinky vzduchu.
Každé zrnko písku má přitom kontakt hned s několika sousedními zrnky (obvykle jich bývá pět). Voda tvoří drobné můstky mezi zrnky písku v místech, kde se zrnka dotýkají.
Fyzikální zákony pak způsobují, že je tlak v kapalině v oblasti můstků nižší než atmosférický tlak ve vzduchu kolem ní. Tento tlakový rozdíl vytváří přitažlivost mezi dvěma zrnky písku, která je drží pohromadě.
Uvnitř vlhké hromady písku se tedy tvoří vysoce složitá síť vodních můstků, i když většina objemu mezi zrnky písku i nadále zůstává vyplněna vzduchem.
Pokud nyní smícháte písek s trochou vody, síť vodních mostů získá jiný tvar a mosty získají jinou tloušťku - princip to ale nemění. Většina mezer zůstává i nadále vyplněna vzduchem a stabilita pískové stavby zůstává zachována. Teprve když je vody příliš mnoho, zmizí bubliny vzduchu, takže zrnka písku doslova začínají ve vodě plavat - a stavba se hroutí.
Kompaktifikace a zhutnění
Za soudržnost mezi zrnky písku jsou zodpovědné kapilární síly. Spojení mezi zrnky písku, známá jako kapilární můstky, existují pouze tehdy, jsou-li mezery malé. Toho se dá docílit zhutněním materiálu - lépe řečeno poklepáním, které písek ve formě zhutňuje.
Maximální možná výška bábovičky
Vědci dokonce vypočítali, jakou maximální výšku může mít stavba, vytvořená z vlhkého písku. Logicky se musí při určité velikosti zhroutit pod svou vlastní vahou - zatímco ji drží pohromadě vodní můstky mezi zrnky, působí na ni totiž zároveň také gravitace.
U běžného písku a běžné vody - je to kolem pěti metrů.
Je také zajímavé, že čím čistší je voda a čím chemicky čistší je písek, tím je stavba z nich méně pevná. Příměsi totiž mohou hrát roli tmelu, který pomáhá držet stavbu pohromadě i poté, co se o to už nemohou postarat kapilární síly.
Dana Tenzler
Hledání helia v exosférách exoplanet
Kolem hvězd v naší Galaxii krouží velké množství různých planet. Vědci se nyní věnují jejich atmosférám. Nová studie zaznamenala 17 planet s heliovou atmosférou a 40 planet bez ní. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Biologické stopy na exoplanetách
Jak se pozná, že se na cizí a slibně vypadající exoplanetě skutečně nachází život? Exoplanety jsou příliš daleko. Zbývá jen pozorování teleskopy. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jakou barvu budou mít rostliny na exoplanetách?
Na exoplanetách může mít biosféra jinou barvu než je tomu na Zemi. Vědci našli argumenty pro existenci exoplanet s fialovými rostlinami. Jakou barvu mají rostliny na jiných planetách? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (4) - klamání tělem a přibarvování reality
Poslední část malého blogového seriálu o tom, proč jsou vlastně horniny barevné a proč je zbarvení minerálů podobné chování třídy plné dětí.
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů (3) - co nutí děti zlobit?
Když rozebereme případ dětí z úplně zlobivé třídy (idiochromatismus - název si můžete zapamatovat podle toho, že se z takových dětí člověk musí zbláznit), zjistíme, že mají ke zlobení (a minerály k zabarvení) jen několik důvodů.
Další články autora |
Královna fetiše rozdráždila Ameriku. Její fotografce se klaní i feministky
Seriál „Nejkrásnější fotografka“ či „nejlepší pin-up fotografka na světě“. Taková čestná přízviska si...
„Krok ke třetí světové.“ Ukrajinci zasáhli klíčovou ruskou radarovou stanici
Ukrajinská armáda zřejmě tento týden zasáhla významnou ruskou radarovou stanici, která je součástí...
Turek: Z Nerudové mi bývá špatně, o hlasy komoušů a progresivistů nestojím
Bývalý automobilový závodník a lídr Přísahy s Motoristy Filip Turek patří mezi černé koně...
Česko explodovalo zlatou hokejovou radostí, fanoušci v Praze kolabovali
Česko v neděli zažilo hokejový svátek. Fanoušci vyrazili sledovat finále mistrovství světa na...
Pavel se zranil na motorce. V nemocnici na pozorování zůstane několik dní
Prezident Petr Pavel se zranil při jízdě na motorce. Zranění nejsou vážná, ale vyžádají si...
Letouny F-16 budou v létě, doufá Šmyhal. Fiala jedná s lídry o pomoci Ukrajině
První desítky tisíc kusů munice ráže 155 mm dorazí na Ukrajinu v červnu, řekl před jednáním lídrů...
Vrátíme věk odchodu do důchodu, přes 65 let nejede vlak, řekl Babiš
Přímý přenos Důchodovou reformu podle představ současné vlády Petra Fialy začali na mimořádné schůzi schvalovat...
Silné bouřky udeřily hlavně na východě, řidiče v autě uvěznil strom
V úterý odpoledne se od Svitavska po Náchodsko vytvořil pás velmi silných bouřek, ty se ještě...
Papež se omluvil za urážku homosexuálů. Máme místo pro každého, vzkázal
Papež František se v úterý omluvil za hanlivý výraz, kterým před týdnem označil homosexuály. Úřad...
- Počet článků 979
- Celková karma 18,71
- Průměrná čtenost 1286x