I suoni bacchette di bambù emettono quando sono scattati in mezzo sono notevolmente simili alle leggi che governano l’entità e la frequenza dei terremoti. Tali intuizioni potrebbe un giorno aiutare gli ingegneri a determinare con più precisione di un ponte o di una diga, per esempio, potrebbe essere in procinto di fallire.
C’è una fiorente comunità di ricercatori che studiano come le cose frattura. Ci sono i sismologi, per essere sicuri, ma anche i fisici e gli scienziati dei materiali, che studiano come i vari materiali falliscono nella speranza di produzione più robuste le ali degli aerei, o più forte di vetro per auto parabrezza. In genere, una crepa comincia a formarsi all’interno del materiale, in risposta ad una forza esterna, come un sasso che colpisce il parabrezza. Il crack per poi diffondersi più velocemente e più velocemente, si ramificano in un modello di connessione a spina di pesce o un fulmine, fino a quando il materiale della struttura non riesce completamente.
I suoni prodotti come crepe si propagano attraverso i materiali sono utili per il monitoraggio acustico. Che la tecnologia viene utilizzata regolarmente per rilevare la presenza di eventuali crepe nelle strutture come ponti, dighe, edifici che non possono essere immediatamente percepibile tramite i tradizionali metodi di monitoraggio. Meglio gli scienziati a capire i suoni, il meglio la nostra acustica di sistemi di monitoraggio.
In passato, gli scienziati hanno studiato le cose come le proprietà acustiche di cemento, carbone, carta, roccia, legno e lamiere, e trovare somiglianze sorprendenti per le emissioni acustiche dei terremoti. Ma gli oggetti tendono a frattura in più punti—ancora a secco di spaghetti, che è stato oggetto di uno studio del 2005 esaminare perché un mucchio di spaghetti quasi mai scattare in due pezzi. Questo rende difficile interpretare i dati sperimentali.
Questo è dove le bacchette venire in—in particolare la varietà di bambù in modo comune a Taiwan e in Cina. In un nuovo articolo in rivista Physical Review Letters, fisici dal National Taiwan University descrivono come hanno scelto di studiare il suono delle bacchette di bambù aggancio a causa di bambù raramente fratture in più punti contemporaneamente.
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Il NTU gli scienziati hanno preso bacchette di bambù, bloccato una forza di rilevamento resistenza di una fine, e collocato in una frattura della macchina. Sembra un sacco come una morsa: il bastoncino è tenuto in posizione da una piastra imbullonata, e un mobile in metallo blocco si applica pressione per comprimere il bastoncino a un punto di rottura. L’intero apparato è ospitato in un insonorizzate, camera dotato di microfoni per registrare la frattura suoni. Come controlli, i ricercatori hanno anche testato pianura bastoni di bambù direttamente dall’albero e fasci di fili di spaghetti. (Quest’ultimo condivide una simile sezione trasversale della struttura di bambù, per l’immagine sopra).
I risultati: i fruscii prodotto da una rottura di bambù bacchette (e un fascio di lavaggio spaghetti) ha indicato che c’era una principale, onda d’urto, seguito da numerose scosse di assestamento, come le crepe propagate attraverso il bambù — in sintonia con le tre leggi che regolano i terremoti e scosse di assestamento.
E ‘ tipico di contare su simulazioni per lo studio di questi tipi di fratture, ma il NTU gli scienziati in realtà deriva Gutenberg-Richter legge, che descrive la relazione tra magnitudo e frequenza. Si tratta di un tipo di alimentazione di legge, con la quale ci sono molto più piccoli terremoti in una determinata regione, mentre in realtà grandi eventi sismici sono rari. (Questo vale anche per le città.)
Hanno trovato anche un parallelo con la legge di Omori e prodotti da Bagno di legge, che descrivono il comportamento di scosse di assestamento: vale a dire, il tasso di scosse di assestamento diminuisce rapidamente con il tempo, e la differenza di grandezza tra una scossa principale e la sua più grande scossa di assestamento è sostanzialmente costante. In breve, “Le statistiche di questi eventi acustici è dimostrata una correlazione con quella di tremore,” gli autori hanno concluso la loro carta.
[Physical Review Letters]
Immagini: Tsai, S-.T. et al./Università Nazionale Di Taiwan.
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