بادکنک چگونه می‌ترکد؟

به گزارش روی خط رسانه های خبرگزاری برنا به نقل از همشهری‌آنلاین، بر اساس گزارش ساینس الرت، فیزیکدانی فرانسوی به نام سباستین مولینه با الهام از عکسی جذاب که از لحظه ترکیدن یک بادکنک گرفته‌ شده است، با کمک گرفتن از دوربین پرسرعت و یک تیغه به بررسی دقیق این لحظه پرداخته است.

مولینه و همکارش نحوه ترکیدن بادکنک را نسبت به فشار سطحی بادکنک مورد بررسی قرار دادند، فشاری سطحی که به واسطه باد کردن بادکنک و شدت تورم آن ایجاد می‌شود. وی دریافت نه تنها فشار درونی، بلکه ضخامت و انحنای غشای بادکنک باعث می‌شود تا سطح بادکنک به یک یا دو شیوه متفاوت منفجر شود.

در سطح کمی از تورم،‌ بادکنک‌ها با ایجاد یک یا دو شکاف منفجر می‌شوند اما زمانی که تورم به آستانه‌ای خاص می‌رسد، چندین شکاف،‌ درحدود 40 شکاف، روی سطح بادکنک ایجاد می‌شود.

مولینه معتقد است این اصول می‌تواند در مورد دیگر مواد مانند شیشه نیز صدق کند،‌ درواقع مطالعات وی روی اسباب‌بازی کودکانه نبوده است و در علوم مواد دیگر کارایی دارد.

به گفته وی، هرچه شدت فشار بیشتر باشد، نیروی الاستیسیته بیشتری درون بادکنک ذخیره می‌شود و در نتیجه تعداد شکاف‌هایی که برای آزاد‌سازی این فشار به آن نیاز است نیز افزایش پیدا می‌کند.

بادکنک‌هایی که دانشمندان آن را باد کرده و سپس از ناحیه رأس آن را سوراخ کردند، زمانی که به سطح مشخصی از تورم رسیدند در شکلی اختاپوس مانند منفجر شدند. در تصاویر ثبت شده شکافتگی بادکنک به صورت شعاعی از نقطه سوراخ‌شدن در فشار بالا ثبت شده است.

نتیجه این تحقیق با مطالعه‌ای که چندی پیش توسط محققان دانشگاه تگزاس انجام دادند، هم‌راستا است. مایکل ماردر در این مطالعه که درباره ترک‌خوردگی در سطوح لاستیکی بود، از شکل اختاپوسی انفجار بادکنک‌ها شگفت‌زده شده بود و اکنون به نظر می‌رسد مطالعه مولینه دلیل ایجاد این شکل را توضیح داده است.

به گفته محققان شکاف‌خوردگی زمانی رخ می‌دهد شکاف‌خوردگی ناشی از برخورد سوزن به شتابی می‌رسد که جدا شدن از محل برخورد سوزن به تنها مکانیزم تخلیه انرژی ذخیره شده الاستیک بادکنک تبدیل می‌شود. با در نظر گرفتن خصوصیات کلی فرایند تکه‌تکه شدن، این چارچوب می‌تواند برای دیگر شبکه‌های ترک‌خوردگی در مواد شکننده نیز قابل اجرا باشد.