Malá sklenená kvapka odolá úderu kladivom, exploduje pri dotyku rukou

Ak poškodíte jej chvostík, nezvyčajná sklenená kvapka exploduje.

WASHINGTON. Náhodnému pozorovateľovi môžu kvapky Princa Ruperta pripomínať miniatúrne sklenené sošky žubrienok. V skutočnosti sú jedným z najzaujímavejších ľudských výtvorov, ktorý obsahuje obrovské tajomstvá.

Dokážu odolať úderom z kladivá, stlačeniu hydraulického lisu a dokonca aj náboju .22 Long Rifle. Ich tenké chvostíky však slúžia ako prekvapujúca Achillova päta.

Cvaknite ich chvostík medzi kliešte alebo medzi prsty a celá kvapka zrazu exploduje na jemný prášok a nenechá žiadnu stopy o tom, čo existovalo pred niekoľkými mikrosekundami.

Odhalili ich silu

Už dlho vieme, že kvapky sú silné a dlho vieme prečo. Nevedeli sme však ako veľmi sú silné. Vypočítali to vedci z univerzity Purdue, univerzity v Cambridgi a Tallinnskej technologickej univerzity. Výsledky publikovali vo vedeckom časopise Applied Physics Letters.

Kompresné sily v hlavičke kvapky začínajú na 40 miliónoch kilogramov na meter štvorcový a dosahujú až 70 miliónov kilogramov na meter štvorcový. Sú tak rovnako silné ako niektoré druhy ocele.

Nikto si nie je istý, kedy vyrobili a pozorovali prvé sklenené kvapky. Svoje meno získali v 17. storočí, keď knieža Rupert z Bavorska venoval päť z nich kráľovi karolovi II. z Anglicka. Neskôr ich odovzdali do Kráľovskej spoločnosti v roku 1661.

V nasledujúcich storočiach však zostávalo záhadou, aké silné tieto kvapky sú, až kým vedec Hill Aben z Tallinnskej univerzity nevytvoril techniku nazvanú integrovaná fotoelasticita.

Výskumníci ponoria trojrozmerný priesvitný objekt do kúpeľa a potom cezeň presvecujú polarizované svetlo. Keď svetlo dopadne na objekt, celý objekt osvetlí krásna dúhová farba, ktorá zvýrazňuje rozloženie napätia v objekte.

Zameraním sa na neuveriteľne silnú hlavu kvapky dokázal vedúci výskumu Srinivasan Chandrasekar a jeho tím konečne zistiť tlakové napätie skla.

(Tlačová správa univerzity Purdue pre štúdiu má názov "Výskum vyrieši storočnú záhadu kvapiek princa Ruperta", ale tento titulok je trochu zavádzajúci. Štúdia kvantifikovala pevnosť v tlaku skla).

Stačí stlačiť chvostík

Napriek ich tajomstvám sú kvapky princa Ruperta dosť jednoduché na výrobu - dokáže to každý. Stačí roztaviť nejaké sklo s vysokým koeficientom tepelnej rozťažnosti (to znamená sklo, ktoré zväčšuje svoj objem pri zahrievaní), ako je napríklad sodno-vápenaté sklo (druh používaný vo väčšine fliaš, pohárov a okien) a nechať spadnúť roztavenú kvapku do studenej vody.

Voda okamžite ochladí vonkajšiu stranu roztaveného skla a tá stuhne skôr ako sa s tihne ochladiť aj vnútro kvapky. Výsledkom sú silné tlakové (alebo tlačné) sily na vonkajšej strane a silné ťahové sily na strane vnútornej. Výsledné napätie robí sklo silným, ale zároveň tiež značí, že celá štruktúra nie je v rovnováhe.

Ak sa zlomí chvostík, potláčaná energia z tohto napätia sa náhle uvoľní a trhliny strieľajú cez celú konštrukciu pri viac ako 1700 metroch za sekundu, čo je dôvod, prečo sa kvapka nakoniec rozdrví do takého jemného prachu.

DOI: 10.1063/1.4971339

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Ako sa developer prispôsobil nárokom kupujúceho
  2. 5 tipov ako na zdravé nôžky v škole
  3. 6 účinkov prírodného slovenského výrobku
  4. TAURIS výrobky na gril potešia gurmánov aj maškrtníkov
  5. Let s prestreleným srdcom: Samovraždy slovenských hercov
  6. Problémy s počatím? Čo vás čaká na ceste za dvomi čiarkami
  7. Ako pracujú horskí záchranári? Tieto veci by ste nemali podceniť
  8. Lety do exotiky už aj z Bratislavy
  9. Nonstop banka vo vrecku - aplikácia Mobil Banking
  10. Ako sme jazdili v socializme
  1. 5 tipov ako na zdravé nôžky v škole
  2. Ako sa developer prispôsobil nárokom kupujúceho
  3. Už aj seniori presadajú do SUV
  4. 6 účinkov prírodného slovenského výrobku
  5. TAURIS výrobky na gril potešia gurmánov aj maškrtníkov
  6. Let s prestreleným srdcom: Samovraždy slovenských hercov
  7. Daikin predĺžil záruku na klimatizácie so službou Stand By Me
  8. Stavebný úrad neoprávnene predĺžil americkej ambasáde lehotu
  9. Grantová výzva na vykonávanie činností centier Europe Direct
  10. Problémy s počatím? Čo vás čaká na ceste za dvomi čiarkami
  1. Let s prestreleným srdcom: Samovraždy slovenských hercov 25 652
  2. Ako sme jazdili v socializme 2 786
  3. Lety do exotiky už aj z Bratislavy 1 645
  4. Daikin predĺžil záruku na klimatizácie so službou Stand By Me 1 565
  5. Problémy s počatím? Čo vás čaká na ceste za dvomi čiarkami 1 295
  6. TAURIS výrobky na gril potešia gurmánov aj maškrtníkov 1 115
  7. Ako pracujú horskí záchranári? Tieto veci by ste nemali podceniť 983
  8. Ako pracujú horskí záchranári? Tieto veci by ste nemali podceniť 896
  9. Zo stredomorskej stravy sa nepriberá 853
  10. 6 účinkov prírodného slovenského výrobku 837

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Plavčan oznámil abdikáciu, z tlačovky opäť ušiel

Plavčan odstúpil z postu ministra deň po výzve Roberta Fica.

DOMOV

Tak to už nie, Béla, odkazuje Bugárovi Paška z SNS

Pašku hnevá, že ombudsmanka podporila Dúhový pochod.

DOMOV

Politológ Kusý: Danko je veľmi labilný človek

Politológ hodnotí Dankovo vystupovanie na verejnosti.

Neprehliadnite tiež

Máte alergiu? Google začína s peľovými predpoveďami

Ak sa chystáte na výlet, Google vám možno poradí presunúť ho o deň neskôr.

Pozrite si robota, ktorý dokáže sám seba uzdraviť ako Wolverine

Mäkké roboty dokážu viac, sú však veľmi krehké.

V Antarktíde našli desiatky skrytých sopiek. Vedci chcú čím skôr zistiť aktivitu

Sopky by mohli ešte viac destabilizovať ľadový príkrov na kontinente.

Majú schopnosť superhrdinov. Prečo sú niektoré zvieratá priesvitné?

Krehké zvieratá roztrhne aj jemné rozvírenie vody.