Tính toán số cam có thể lấy từ quầy trước khi đống cam đổ sụp
Các quả cam được những người bán hàng xếp trên quầy theo hình ngọn tháp thật thú vị. Có khi nào chúng ta tự hỏi, đến độ cao nào thì chúng có xu hướng sụp đổ?
Một nhóm nghiên cứu gồm các nhà vật lý và kỹ thuật cơ học của trường đại học de Antofagasta, đại học Autónoma de Chile và đại học de O’Higgins, tất cả đều ở Chile, đã đi tìm câu trả lời.
Họ đã tìm ra các điểm ổn định của các đơn lớp được sắp xếp một cách chi tiết trong một nhóm các hạt được xếp lại thành đống với góc nghiêng. Trong nghiên cứu của mình, được xuất bản trên tạp chí Physical Review E, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô phỏng tính toán để mô hình hóa các khối cầu, như những quả cam tròn trĩnh, được xếp chồng lên nhau theo vô số góc để khám phá điểm mà tại đó cả khối sẽ sụp đổ khi một hoặc nhiều hạt hình cầu bị lấy ra khỏi một cạnh.
Rất nhiều quầy tạp hóa xếp hoa quả để bán bằng việc xếp chúng thành hình tháp để chứng tỏ với khách hàng độ hấp dẫn và ngon lành của chúng. Rất nhiều chồng tháp hoa quả có xu hướng có những cạnh nghiêng, dẫn đến một hình ảnh tổng thể về sự thiếu ổn định – những người mua không cẩn thận khi chọn lấy một quả từ một góc sai của chồng cam có thể dẫn đến sự sụp đổ với những quả cam lăn khỏi giá hoặc quầy hàng và rơi xuống đất. Trong nỗ lực mới, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy những điểm tới hạn ở vô số xếp chồng như vậy.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra những mô phỏng mô tả những khối cầu được xếp chồng ở vô số kích thước với rất nhiều cạnh góc nghiêng và đặt chúng vào vô số hình dạng khác nhau, từ các góc nghiêng vừa phải nhất đến các góc nghiêng nguy hiểm nhất. Họ phát hiện ra là các khối cầu được xếp chồng với những góc nghiêng cực đoan thậm chí có thể sụp đổ ngay cả khi mới rút một khối cầu ra khỏi rìa cạnh. Họ cũng phát hiện ra là những góc nghiêng vừa phải, gần như có thể lấy bất kỳ khối cầu nào ra mà không sợ cả khối bị đổ sụp. Chính ra ở giữa những góc nghiêng cực đoan thì mọi thứ trở nên khó dự đoán hơn nhiều.
Gia tăng một cách chậm chạp góc nghiêng, họ phát hiện ra, có xu hướng dẫn đến những tình trạng khi vô số khối cầu bị loại bỏ hơn là một khối cầu có thể dẫn đến kết quả suy sụp. Họ cũng tính toán ra là dưới những tình trạng trung bình, như những dạng hình khối mà người ta thường thấy ở các quầy bán cam, lên tới 10% các khối cầu (táo, cam, nho chẳng hạn) phải được loại bỏ trước khi sụp đổ. Do đó, ai đó mua bàng dường như khó có thể tạo ra sự sụp đổ của cả khối hoa quả nếu như chỉ lấy một quả – trừ phi trước đó đã có vô số người mua hàng làm điều tương tự ở đúng một vị trí của khối hoa quả.
Các nhà nghiên cứu lên kế hoạch tiếp tục công trình nghiên cứu của mình, nhìn vào những kịch bản sụp đổ khác ở thế giới thực, như những đống đá ở các kích thước khác nhau.
Anh Hiền tổng hợp
Nguồn: https://phys.org/news/2024-01-oranges-plucked-fruit-collapses.html
——————————————–
1.https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.108.064904
