Jeśli delikatnie złożysz dysk z elastycznego i być może smacznego materiału, co sprawia, że pozostaje złożony? I ile razy możesz go złożyć, zanim zacznie się sprzeciwiać i odwrócić?
Fizyk z Francji, ojczyzny crêpe, postanowił to sprawdzić. Odkrył, że jeden numer mówi wszystko, co musisz wiedzieć.
Tom Marzin z Uniwersytetu Cornella w Ithaca, w stanie Nowy Jork, zastanawiał się nad złożeniem crêpe podczas urlopu w swoim rodzinnym regionie Bretanii, we Francji, gdzie ta cienka naleśnik jest szczególnie popularny. Już zagięcie końca sprawiło, że się odwrócił, ale przy większym zgięciu, tarcie i grawitacja działały razem, aby go utrzymać. Jakie zasady mogą rządzić tym zachowaniem?
Marzin zmienił to w projekt badawczy, wyniki prezentuje 20 marca podczas spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w Denver, Kolorado.
Jego praca różni się od skomplikowanych składów, którymi zajmują się niektórzy fizycy, które są trwałe. „Mamy tutaj do czynienia z tym, co nazywam miękkim lub gładkim zgięciem. To tylko rywalizacja między grawitacją a elastycznością” – mówi Marzin.
Jednym ze sposobów obserwacji tej rywalizacji jest przyklejenie części naleśnika do blatu, pozwolenie na opadanie drugiego końca i zmierzenie, jak bardzo się wygina. Marzin ustalił, że odpowiedź można przewidzieć za pomocą jednej liczby, określanej jako długość elasto-grawitacyjna, która łączy gęstość materiału, jego sztywność i siłę grawitacji. Podejrzewał, że ta liczba będzie także rządzić zachowaniem elastycznych materiałów w innych sytuacjach, a w modelu komputerowym okazało się, że tak było.
Aby zweryfikować swoje symulacje w rzeczywistości, Marzin przeprowadził eksperymenty na plastikowych dyskach, na tortilli z marketu i oczywiście na crêpe. Początkowo sam wytwarzał te ostatnie, ale naukowo gorsze. „Nie kontrolowałem dobrze grubości” – mówi. „Więc poprosiłem mamę, żeby wykonała eksperymenty we Francji. Poprosiłem ją o zakup suwmiarki i linijek oraz kilka crêpe z komercyjnej marki. Prawdopodobnie zostały one wyprodukowane przez maszynę, to gwarantuje jednolitą grubość. I zrobiła to naprawdę poprawnie.”
Eksperymenty Marzina potwierdziły, że wszystkie aspekty związane z złożeniem crêpe zależą od długości elasto-grawitacyjnej. Na przykład, to ona określa, ile obszaru arkusza zostanie złożonego na jego część spadającą. To decyduje, czy pozostanie wystarczająco płaskiej powierzchni do kolejnego złożenia.
Jego równania poprawnie przewidują, że 26-centymetrowy crêpe o grubości 0,9 milimetra może być złożony maksymalnie cztery razy, podczas gdy 1,5-milimetrowa tortilla tej samej wielkości, z długością elasto-grawitacyjną 3,4 razy większą, pozwala tylko na dwa zgięcia. „Ta długość uchwyciła wszystką fizykę” – mówi Marzin.
