Les sons baguettes de bambou émettent quand ils sont cassé dans la moitié sont remarquablement similaires aux lois qui régissent l’ampleur et de la fréquence des tremblements de terre. Ces indications pourraient un jour aider les ingénieurs à déterminer plus précisément quand un pont ou un barrage, par exemple, peut-être sur le point d’échouer.
Il y a une communauté dynamique de chercheurs qui étudient la façon dont les choses fracture. Il y a des sismologues, pour être sûr, mais aussi des physiciens et des matières scientifiques, qui étudient comment les différents matériaux échouent dans l’espoir de fabrication plus robuste ailes d’avion, ou plus de verre pour la voiture de pare-brise. Généralement, une fissure commence à se former à l’intérieur du matériau en réponse à une force extérieure, comme un rocher de frapper le pare-brise. La fissure se propage ensuite de plus en plus vite, de ramification dans un modèle réminiscence de chevrons ou d’un boulon de foudre, jusqu’à ce que le matériau de la structure échoue complètement.
Les sons produits que les fissures se propagent à travers les matériaux sont utiles pour la surveillance acoustique. Cette technologie est couramment utilisée pour détecter d’éventuelles fissures dans les structures comme les ponts, les barrages, ou bâtiments qui ne sont pas immédiatement perceptibles par l’intermédiaire des méthodes de surveillance. Le mieux aux chercheurs de comprendre les sons, le mieux-être de notre acoustiques des systèmes de surveillance sera.
Dans le passé, les scientifiques ont étudié des choses comme les propriétés acoustiques de béton, charbon de bois, de papier, de rock, et de plaques de bois, et a trouvé des similitudes frappantes avec les émissions acoustiques des tremblements de terre. Mais ces objets ont tendance à fracture en plusieurs endroits—même des spaghettis secs, qui a fait l’objet d’une étude de 2005, d’examiner pourquoi un tas de spaghetti presque jamais s’enclenche en deux morceaux. Cela le rend difficile à interpréter les données expérimentales.
C’est là que les baguettes viennent en particulier la variété de bambou si commun à Taiwan et en Chine. Dans un nouvel article publié dans physical Review Letters, des physiciens de l’Université Nationale de Taiwan décrire comment ils ont choisi d’étudier le son de baguettes de bambou accrochage parce que le bambou rarement des fractures dans plusieurs taches en même temps.
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La NTU les scientifiques ont prélevé des baguettes de bambou, a collé une force de résistance de détection sur une extrémité, et les a placés dans une fracture de la machine. Il ressemble beaucoup à un étau: la baguette est tenue en place par une plaque boulonnée, et un mobile bloc de métal s’applique à la pression pour comprimer la baguette du point de rupture. L’ensemble de l’appareil est logé dans une chambre insonorisée équipés de micros pour enregistrer la fracturation des sons. Comme les contrôles, les chercheurs ont également testé la plaine des bâtons de bambou directement de l’arbre et des faisceaux de brins de spaghetti. (Ce dernier partage la même section transversale de la structure de bambou, par l’image ci-dessus).
Les résultats: les bruits de craquement produit par une rupture de bambou baguettes (et un paquet de spaghettis secs) a indiqué qu’il y avait une seule grande onde de choc, suivi de plusieurs répliques que les fissures se sont propagés à travers les bambous — en accord avec les trois lois régissant les tremblements de terre et les répliques.
C’est typique de s’appuyer sur des simulations de l’étude de ces types de fractures, mais la la NTU scientifiques en fait dérivé de la de Gutenberg-Richter de la loi, qui décrit la relation entre la magnitude des tremblements de terre et de la fréquence. C’est une forme de loi de puissance, dans lequel il y a beaucoup plus de petits tremblements de terre dans une région donnée, tandis que les vraiment grands événements sismiques sont rares. (Ceci s’applique également aux villes.)
Ils ont également trouvé des parallèles avec Omori du droit et de la salle de Bain de la loi, qui décrivent le comportement des répliques: à savoir, le taux de répliques diminue rapidement avec le temps, et la différence de magnitude entre un choc principal et de sa plus grande réplique est à peu près constante. En bref, “Les statistiques de ces événements acoustiques est montré une corrélation avec que des tremblements,” les auteurs ont conclu dans leur étude.
[Physical Review Letters]
Images: Tsai, S-.T. et al./Université Nationale De Taiwan.
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