Здравствуйте, друзья! Физика считается традиционно мужской областью знаний, физические формулы пишут для расчета сложных машин, механизмов, космических кораблей и просторов Вселенной. Моя домохозяйская жизнь гораздо проще, но тоже полна приключений, которые так и просятся быть записанными в формулы.
Вчера я побывала в салоне красоты, где мастерица Нозима выщипала мне брови нитью. Это называемый тридинг, от английского thread - нить (не путайте с трейдингом, от trade - торговля). Интереснейшая процедура! Обыкновенная нитка, свернутая наподобие знака "бесконечность" движется в ловких руках мастерицы, вырывая волосы с корнем, причем не поодиночке, а сразу расчищает площадку. Пара минут - и от бровей осталось только те волосы, что попали в контур, нарисованный заранее по последней моде и по форме лица.
Выщипывание бровей осуществляется перекрученным центральным участком нити. Одна половинка "бесконечности" расширяется под действием пальцев мастерицы, другая - сужается, а перетяжка движется при этом в сторону сужающейся части, захватывая все волоски, находящиеся в ней, затягивая их и вырывая.
Мастерица двигает пальцами синхронно - расширяет их в одной части нити и сужает в другой. Это необходимо для того, чтобы натяжение нити было одинаковым по всей длине, чтобы она не рвалась и не провисала.
Удивительное дело! Дома отрезала ниточку, связала ее, скрутила и попробовала двигать пальцами так, как это делала Нозима в салоне. У меня ничего не получилось. Тогда я решала, что лучше буду теоретизировать, и взяла тетрадочку, куда записываю все формулы, которые приходят в голову.
Кинематические связи
Первым в голову постучалось уравнение кинематической связи. Для его вывода пренебрежем сложной формой перетяжки и самой нити, а представим его в виде двух треугольников. Будем считать нить нерастяжимой, то есть ее длину неизменной.
Пусть с левой стороны нити вытянут кусочек нити некоторой небольшой длины дельта эль (см.рисунок). Тогда с правой стороны должен уйти точно такой же кусочек. Из этого условия легко получить соотношение между горизонтальными проекциями и вертикальными скорости нити.
При том соотношении углов, как показано на рисунке, горизонтальная скорость нити в сужающейся части будет больше, чем в расширяющейся части. Поэтому нить будет двигаться ускоренно. Для вертикальных проекций будет обратное соотношение - скорость в направлении y в расширяющейся части будет больше. Это значит, что перетяжка будет раскручиваться сильнее в этой части, но число оборотов измениться не может, и в результате уменьшается ее размер. Это и наблюдается на практике - по мере продвижения перетяжки по нити она становится меньше, а нити скручиваются плотнее.
Динамика
Рассмотрим силы, действующие на волос, попавший в перетяжку. Почему возникают такие большие силы? Ведь просто нитью, даже сильно натянутой, не срежешь волос. Кроме того, волос надо не срезать, а вытянуть с корнем. На рисунке приведена схема сил, действующих на волос со стороны нити.
Если посмотреть на волос сверху, видно, что если на него действуют две силы со стороны нитей, то результирующая сила будет почти в два раза больше, чем сила натяжения нити. Я ее посчитала по теореме косинусов. Под действием этих сил волос пригибается, но принять горизонтальное положение он не может, поскольку нить закручивается и обхватывает волос с другой стороны, и тогда такая же сила F действует в противоположном направлении. После того, как волос попадает в перетяжку, он уже не может сдвинуться в горизонтальном направлении.
Перейдем к анализу вида сбоку. В направлении своего роста волос может сдвинуться, а сила со стороны нити как раз имеет проекцию на направление роста - на рисунке эта проекция обозначена зеленой стрелочкой. Именно эта проекция и выдирает волос с корнем.
Принципиальное отличие нити от пинцета заключается в том, что направление действия силы пинцета задается человеком, а нить выщипывает волос в том направлении, где его выщипать легче всего. Каждый волос растет под своим углом, и сила натяжения нити проецируется в соответствие с направлением роста волоса. Именно поэтому процедура тридинга считается наименее травматичной и болезненной.
Заключение
Анализ кинематических соотношений и сил помог понять преимущества косметической процедуры, надеюсь, вы тоже открыли для себя немного нового, уважаемые читатели. Конечно, в моей статье проведено далеко не полное исследование кинематики и динамики такой необычной системы, как свернутая нитка, зато теперь понятно, что физика стоит на страже нашей с вами красоты. 🌹
Уважаемые читатели, если у вас появились вопросы или идеи - пишите в комментариях. Поставьте, пожалуйста, лайк, если вам понравилась статья!
Спасибо за внимание!