История вопроса, Шнобелевская премия, пути решения проблемы. Рассматриваем явление с научной (или не очень научной) точки зрения.
Немного теории
Люди склонны запоминать только негативные моменты, поэтому первый вопрос, который стоит задать в нашем научном расследовании – а есть ли вообще закономерность, в падении бутербродов? Эксперименты подтверждают: ни аэродинамика, ни смещение центра тяжести не влияют на то, какой стороной упадет бутерброд. Как не влияют и состав масла, намазанного на бутерброд, и способ его нанесения.
Однако, есть фактор, который оказывает влияние на физику этого процесса – человеческий рост.
Шнобелевская премия
В 1995 году Роберт Мэтьюс из университета Эстона, Великобритания, опубликовал работу «Падающий бутерброд, закон Мерфи и мировые постоянные» (European Journal of Physics, №4, 1995). В ней он разобрал механику падающего блюда и пришёл к интересным выводам.
Мэтьюс рассмотрел поведение жесткой, однородной, прямоугольной пластины, с массой, равной m, и стороной 2a, падающей с устойчивой платформы, установленной на высоте h над землей.
Его вывод:
Оказывается, формула, дающая максимальный человеческий рост, содержит три так называемые фундаментальные константы Вселенной. Первая из них – электромагнитная константа тонкой структуры – определяет силу химических связей черепа, тогда как вторая, гравитационная постоянная тонкой структуры, определяет силу гравитации. И, наконец, так называемый «радиус Бора» диктует размеры атомов, составляющих тело. Точное значение этих фундаментальных констант было встроено в саму конструкцию Вселенной спустя всего несколько мгновений после Большого взрыва. Другими словами, бутерброд падает со стола маслом вниз потому, что так устроена вселенная.
А если более научными словами:
Из-за того, что бутерброды на столе обычно лежат маслом вверх, при падении с края стола объект не успевает совершить полный разворот на 360 градусов. Поэтому при свободном падении кусок хлеба длиной 10 сантиметров упадёт с края стола высотой 75 сантиметров маслом вниз.
За то, что Роберту Мэтьюсу удалось добавить толстый слой математики к бутерброду, он удостоен Шнобелевской премии в области физики за 1996 год.
Попытка №2
Это не единственное исследование ученого, связанное с бутербродами.
В 2001 году Мэтьюс провел опыт, в котором приняло участие свыше тысячи школьников из различных районов Великобритании. Им было необходимо в научных целях ронять бутерброды. Из 9821 бутерброда 6101, то есть 62%, упали маслом вниз, что на 12% превышает ожидаемый показатель 50%. Самоотдача некоторых школьных команд была впечатляющей: 22 человека роняли бутерброды не менее 100 раз, 10 человек — не менее 400 и двое — свыше 1000 раз.
Решение парадокса
Ученые стремились не только выяснить причину переворота бутерброда, но и найти способы изменить это.
Формулы показали несколько решений проблемы. Во-первых, если придать бутерброду вертикальную скорость выше 2 метров в секунду, он не успеет зацепиться за стол и перевернуться. А во-вторых, мы можем начать делать столы высотой 3 метра либо уменьшить длину бутербродов до 2 сантиметров, что довольно непрактично. Поэтому, к сожалению, человечество обречено на бутерброды, падающие маслом вниз.
Вместо вывода
Не роняйте бутерброды — лучше рассказывайте о ваших любимых начинках для них в комментариях.
#НИУМЭИ #МЭИ #ПервыйЭнергетичесуий #парадокс #наука #бутерброды
Подписывайтесь на канал Первого Энергетического – здесь мы рассказываем просто о науке и не только.
Ставьте 👍, чтобы подобного контента было больше!
Больше статей по теме Наука: