Kısa yapılı liflerden üretilmesine rağmen kumaşlar neden bu kadar dirençlidir?
Pamuk ipliği, her biri sadece 2-3 cm uzunluğunda olan çok küçük liflerden yapılır, ancak bir araya getirildiğinde lifler, uzun mesafeler boyunca gerilim taşıyabilir. Fizik perspektifinden, ipliklerin tansiyonu nasıl ilettikleri - giysilerin parçalanmasını sağlayacak kadar güçlü olmaları - tamamen anlaşılmayan ve uzun süredir devam eden bir bulmaca.
Physical Review Letters’da yayınlanan yeni makalede fizikçiler Patrick Warren ve Robin Ball iplik gerginliğini araştırdı. Doğrusal programlama teknikler kullanarak, lifler arasındaki kolektif sürtünmenin bir kilitleme mekanizması yarattığını ve yeterli sürtünme olduğu sürece, rastgele bir lif düzeneğinin prensipte sonsuza büyük bir gerilimi taşıyabileceğini göstermektedir.
Elde edilen sonuçlar, 1638'de Galileo'nun önerdiği sezgisel açıklama için niceliksel bir temel oluşturuyor; Galileo bu tür küçük liflerden yapıldığında bir ipin nasıl bu kadar güçlü olabileceği sorununa kafa yormaktaydı. “Bükme eylemi, ipliklerin birbirine bağlanmasını sağlar ki… ip gerildiği zaman… lifler birbirinden ayırmak yerine kırılır” diye yazmıştı. Bu ifadeler ile modern anlamda Galileo, sürtüşmeyi anlatıyordu.
Yeni çalışmada, araştırmacılar ipliği rastgele örtüşen bir lif grubu olarak modellediler. Sonuçlar, sürtünme arttıkça, bir eşik oluştuğunu gösterdi. Araştırmacılar açıklamalarına göre, bu geçiş "iplik kopması ile sonuçlanan bir modeldeki kopma eşiğine karşılık gelmektedir.” Bu eşiğin üstünde, çekme mukavemeti öncekinden yaklaşık 100 kat daha kuvvetli hale gelir.
KAYNAK
https://phys.org/news/2018-04-dont-fall.html
Yorumlar
Yorum Gönder