Fysikere Forklarer Form Af Perfekte Ponytails

{h1}

Fysikere i u.k. Har afledt en simpel matematisk formel, der forklarer formerne af ponytails, der regner for balancen mellem tyngdekraften og hårfjedrenen.

Hver skoledreng har på et eller andet tidspunkt overvejet den fountainlignende fjedrende hestehale knyttet til pigen, der sidder foran ham. For fem århundreder siden sprang selv Leonardo da Vinci om hårets væskekvalitet, der strømmer fra hovedet som vand.

Nu har ponytails været udsat for den fintandede kam af videnskaben. I et papir udgivet 13. februar i tidsskriftet Physical Review Letters afledte fysikere i Det Forenede Kongerige en "hestehaleform ligning" - en matematisk formel, der tegner hårets stivhed i en given hestehale, dens vægt og den gennemsnitlige krølle i for at forudsige at hestehale er form.

Den "fjerde ordens ikke-lineære differentialligning", som studieforfatteren Robin Ball, en fysiker ved University of Warwick, beskrev hestehaleformlen "er en trevejsbalance af bøjning, tyngdekraft og krøllighed."

Efterhånden som tyngdekraften trækker en bundt hår nedad, forårsager kollisioner mellem de enkelte hår, at halen svulmer udad, forklarede Ball - og curlier håret, jo flere interne kollisioner og dermed jo større "hævelsestryk." Disse kræfter kombinerer for at bestemme, hvordan fan-lignende eller peger-på-bunden en given hestehale vil være.

"Testen var, om formen var forudsagt korrekt," sagde Ball til livets små mysterier. Forskerne sammenlignede deres teoretiske model med faktiske ponytails ved at måle egenskaberne af "hårkontakter", bundter af menneskehår, der anvendes til forskning fra hårproduktvirksomheder. De fandt en tæt aftale mellem ponytails 'faktiske og forudsagte former.

Blandt deres resultater er det, uanset hestehale længde, er dens "lanceringsvinkel" - den vinkel, hvor de yderste hår fremkommer fra hårbindingen - er bemærkelsesværdigt konsekvent ved 17 grader fra lodret.

Udover at løse det langvarige hestehale-puslespil hjælper den nye forskning med at opgrave strukturen af ​​andre fibrøse materialer, som uld og pels. Det kan også påvirke computer animationsindustrien, hvor den virkelige gengivelse af hår har været en udfordring. [Hvorfor CGI mennesker er uhyggelige, og hvad forskere gør ved det]

Men forskerne mener, at deres forskning også er interessant rent ud fra et teoretisk synspunkt. Som ledende forfatter Raymond Goldstein fra Cambridge University fortalte Reuters, viser arbejdet, hvordan værktøjerne i statistisk fysik "kan bruges til at løse et problem, der har forvirret forskere og kunstnere lige siden Leonardo da Vinci bemærkede om hårdets strømlinjeformede strømlinier i hans notesbøger 500 år siden. "

Følg Natalie Wolchover på Twitter @nattyover. Følg Life's Little Mysteries på Twitter @ llmysteries, og følg med os på Facebook.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com