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. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy
  2. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  3. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy
  4. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku
  5. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate
  6. Kam do tepla v januári?
  7. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely
  8. Konzultácia so svetovými odborníkmi dokáže zachrániť život
  9. Demänovku mieša iba jeden človek. Ako si strážia receptúru?
  10. Divoký Island: cesta ostrovom ľadu a ohňa
  1. Vlani sme si vyberali z vyše pol milióna inzerovaných áut
  2. V centre našej pozornosti sú zákazníci. Už 50 rokov
  3. Začiatok roka patrí dani z nehnuteľností
  4. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných
  5. Tipy pre atraktívne poprsie po dojčení. Plastike povedzte nie
  6. Stanovisko spoločnosti Advokátska kancelária JUDr. Radomír Bžán
  7. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy
  8. Iba dnes: Narodeninové predplatné SME.sk za 25 eur
  9. Denník SME oslavuje 25 rokov rekordným počtom predplatiteľov
  10. Najinzerovanejšie zánovné auto roku 2017? Mnohých to prekvapí
  1. Iba dnes: Narodeninové predplatné SME.sk za 25 eur 15 982
  2. Tatra banka spustila najmodernejší internet banking pre firmy 5 949
  3. Volkswagen T-Roc: Pre nerozhodných 4 639
  4. Leto 2018 v Grécku s odletom z Bratislavy 3 966
  5. Kam do tepla v januári? 2 498
  6. Demänovku mieša iba jeden človek. Ako si strážia receptúru? 2 381
  7. Dlhopisy 7,25 % p.a. majú najvýhodnejšiu nákupnú cenu v roku 2 357
  8. First moment Turecko: využite zľavy na špičkové hotely 2 232
  9. Zelené Grunty vám ponúknu viac, ako očakávate 1 315
  10. Konzultácia so svetovými odborníkmi dokáže zachrániť život 1 101

Hlavné správy zo Sme.sk

EKONOMIKA

Diskriminácia, sťažujú sa veriaci na nový poplatok za sobáš

Za cirkevný sobáš sa doteraz matričný poplatok neplatil, kresťanským aktivistom sa jeho zavedenie nepáči. Ministerstvo vnútra im sľubuje stretnutie.

DOMOV

Dobré ráno: Kto je Harabin a kto ho chce za prezidenta

Konšpirácie už nestačia, Harabina chcú za prezidenta

KOMENTÁRE

Profesionálni kresťania objavili novú diskrimináciu

Úrady si účtujú poplatok za akýsi administratívny úkon.

KOMENTÁRE

Harabin je šašo, nebezpečný bude Kotleba

Kotleba nemá čo prehrať, s hanbou neodíde, môže len oživiť svoj kapitál.

Neprehliadnite tiež

Vyriešili záhadu slávnych egyptských múmií, pomohla analýza DNA

Múmie dvoch vysokopostavených mužov, ktoré našli v roku 1907, patria k najlepšie zachovaným.

Mnohí si mysleli, že AIDS je zaslúžená lekcia. Zomrela vedkyňa a aktivistka Mathilde Krimová

Bola hlavnou americkou bojovníčkou proti poverám, strachu a predsudkom, ktoré stigmatizovali mnohých ľudí s AIDS.

Hypersonické lietadlo od Boeingu má byť päťkrát rýchlejšie ako zvuk

Na návrhu pracuje aj spoločnosť Lockheed Martin, ktorá vyrobila rekordné SR-71 Blackbird.

OBJEKTÍV

Najmenšia mačka na svete je zároveň aj najlepší zabijak

Dospelé mačky vyzerajú ako mačiatka.

Za šírenie Čiernej smrti môže človek, hovorí provokatívna štúdia

Morová pandémia zabila v polovici 14. storočia viac než tretinu obyvateľov Európy.