Узлы как форма известны человечеству более чем тысячу лет, но ученые до сих пор задаются вопросом, почему некоторые узлы крепче других.
Группа математиков из высшей школы MIT решили понять, как именно распределяются силы внутри узла, делая некоторые конструкции сильнее других. Для этого они взяли специальное цветное волокно, на котором можно увидеть как распределяется напряжение.
Команда использовала эту технику моделирования, чтобы предсказать относительную силу более сложных узлов, которые соединяют две отдельные части веревки.
Патил и его коллеги обнаружили, что три характеристики могут объяснить прочность узла. Во-первых, чем больше пересекаются нити, тем сильнее узел. И скручивание прядей при их пересечении друг с другом также играет роль: если нити скручиваются в противоположных направлениях, скручивание уравновешивается, фиксируя узел на месте. Наконец, если соседние пряди скользят в противоположных направлениях, когда узел затянут, это также усиливает узел.
Выведенные правила предсказывают только относительную силу каждого узла, а не его общую прочность.
Математики утверждают, что для точного расчета прочности узла необходимо учитывать свойства самого волокна или веревки.
фото: JOSEPH SANDT
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.