Das klingt Essstäbchen aus Bambus emittieren, wenn Sie aufgeschnappt in der Hälfte sind bemerkenswert ähnlich zu den Gesetzen, die das Ausmaß und die Häufigkeit von Erdbeben. Solche Erkenntnisse könnten eines Tages helfen, Ingenieure bestimmen, genauer gesagt, wenn eine Brücke oder Damm, zum Beispiel, werden könnte, zu Versagen.
Gibt es eine Blühende Gemeinschaft von Forschern, die untersuchen, wie Dinge zu Bruch. Es sind Seismologen, um sicher zu sein, aber auch Physiker und Materialien Wissenschaftler, die untersuchen, wie verschiedene Werkstoffe Versagen, in der Hoffnung, die Herstellung robuster Flugzeug-Tragflächen, oder stärkeres Glas für Auto-Windschutzscheiben. In der Regel, einen Riss zu bilden beginnt im inneren des Materials in Reaktion auf eine Kraft von außen, wie ein fels schlagen eine Windschutzscheibe. Der Riss breitete sich dann immer schneller und schneller, der Verzweigungen in einem Muster ist eine Reminiszenz an Fischgräten oder einen Blitz, bis zu dem die material – Struktur nicht vollständig.
Die Klänge erzeugt, da die Risse sich ausbreiten, durch Materialien, die nützlich sind für die akustische überwachung. Diese Technologie wird routinemäßig verwendet, um zu erkennen, mögliche Risse in Strukturen wie Brücken, Dämme oder Gebäude, die nicht sofort wahrnehmbar über traditionelle Methoden zur überwachung. Je besser Wissenschaftler verstehen, die sounds, desto besser ist unsere akustische monitoring-Systeme sein wird.
In der Vergangenheit haben Wissenschaftler studiert Dinge wie die akustischen Eigenschaften von Beton -, Holzkohle -, Papier -, rock -, und Holz-Platten, und fand verblüffende ähnlichkeiten zu den akustischen Emissionen von Erdbeben. Aber diese Objekte neigen zum Bruch an mehreren stellen—auch trockene spaghetti, das war das Thema einer Studie aus dem Jahr 2005 untersuchen, warum ein Haufen von spaghetti fast nie rastet in zwei Stücke. Dies macht es schwierig zu interpretieren von experimentellen Daten.
Das ist, wo die Stäbchen kommen—speziell der Bambus-Sorte so üblich, Taiwan und China. In einem neuen paper in den Physical Review Letters, Physiker von der National Taiwan University beschreiben, wie Sie entschied sich für das Studium der Ton des Bambus Stäbchen schnappen, da Bambus nur selten Frakturen in mehrere Flecken an der gleichen Zeit.
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Die NTU-Wissenschaftlern nahm die Bambus-Stäbchen, stecken eine Kraft-sensing-Widerstand an einem Ende, und legte Sie in eine Bruch-Maschine. Es sieht viel wie ein Laster: das Stäbchen ist in Position gehalten durch eine Platte verschraubt, und ein beweglicher Metall-block gilt den Druck zu komprimieren, die Ess-Stäbchen an die Belastungsgrenze. Der ganze Apparat befindet sich in einer schalldichten Kammer, ausgestattet mit Mikrofonen zur Aufzeichnung der fracturing-sounds. Als Kontrollen, die Forscher getestet plain Bambus-sticks direkt vom Baum und Bündel von spaghetti-Stränge. (Die letzteren Aktien einen ähnlichen Querschnitt Struktur aus Bambus, pro das Bild oben.)
Das Ergebnis: das Knistern entsteht durch einen Bruch Bambus-Ess-Stäbchen (und ein Bündel trockene spaghetti) zeigte, dass es eine Haupt-Schockwelle, gefolgt von mehreren Nachbeben, wie die Risse vermehrten sich durch die Bambus — im Einklang mit den drei Allgemeine Gesetze, die das Erdbeben und Nachbeben.
Es ist typisch, auf die Sie sich verlassen Simulationen für die Untersuchung dieser Arten von Frakturen, aber die die NTU-Wissenschaftlern tatsächlich leitet sich der Gutenberg-Richter-Gesetz, beschreibt den Zusammenhang zwischen erdbebenstärke und-Häufigkeit. Es ist eine Art von Kraft, Gesetz, wobei es weit mehr kleinere Erdbeben in einer bestimmten region, während die wirklich großen seismischen Ereignisse sind selten. (Dies gilt auch für Städte.)
Sie fanden auch parallelen mit dem Omori-Gesetz und Badewanne-Gesetz, das beschreiben, das Verhalten von Nachbeben: nämlich die rate von Nachbeben nimmt schnell mit der Zeit und dem Unterschied in der Größe zwischen einem Haupt-Schock und seine größte Nachbeben ist in etwa konstant. Kurz gesagt, “Die Statistiken dieser akustischen Ereignisse wird gezeigt, korrelieren mit zittern,” schlussfolgerten die Autoren in Ihrem Papier.
[Physical Review Letters]
Bilder: Tsai, S-.T. et al./Der National Taiwan University.
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