Phone

Čistenie bez sĺz? Všetko, čo potrebujete, je matematika

Čistenie bez sĺz?  Všetko, čo potrebujete, je matematika
Written by pocox3

Čistenie bez sĺz?  Všetko, čo potrebujete, je matematika

Experimenty a simulácie ukazujú, že zub sa pohybuje pozdĺž dvojitej špirály od tesného konca k voľnému koncu. Kredit: Harvard SEAS

Ako každý, kto si niekedy musel česať svoje dlhé vlasy, vie, že zamotanie vlasov je nočnou morou. S dostatočnými skúsenosťami sa však väčšina naučí triky, ako rozčesať vlasy s čo najmenšou bolesťou – začnite od spodnej časti, prepracujte sa až k pokožke hlavy pomocou krátkych, mäkkých štetcov a podľa potreby nanášajte odličovač.

L. Mahadevanová, profesorka aplikovanej matematiky, organizmov a evolučnej biológie a fyziky z Loly v Anglicku z Valpine, sa pred rokmi naučila mechaniku česania česaním vlasov svojej malej dcéry.

“Pamätám si, že sprej na rozčesávanie niekedy fungoval, ale aj tak som si musel dávať pozor, aby som česal jemne, počnúc voľnými koncami,” hovorí Mahadevan. “Ale čoskoro ma vyhodili, pretože som nebol veľmi trpezlivý.”

Zatiaľ čo Mahadevan stratil svoju úlohu kaderníka, bol stále vedcom a topológia, geometria a mechanika rozpletania predstavovali zaujímavé matematické otázky, ktoré sú relevantné pre celý rad aplikácií vrátane výroby textilu a chemických procesov, ako je spracovanie polymérov.

V novom článku uverejnenom v časopise mäkká hmota, Mahadevan a spoluautori Thomas Plumb Reyes a Nicholas Charles skúmajú matematiku česania a vysvetľujú, prečo je technika kefovania, ktorú používa toľko ľudí, najúčinnejšou metódou na rozmotanie zväzku vlákien.

Na zjednodušenie problému vedci simulovali dve vlákna spletené do špirály, a nie celý vlas.

“Pomocou tohto minimálneho modelu študujeme rozmotanie dvojitej špirály prostredníctvom jediného pevného zuba, ktorý sa pohybuje pozdĺž nej, pričom za sebou zanecháva dve nezamotané vlákna,” povedal postgraduálny študent Plumb-Reyes. zo spoločnosti SEAS. “Zmerali sme sily a napätia spojené s česaním a potom sme ich numericky simulovali.”

„Krátke ťahy, ktoré začínajú na voľnom konci a smerujú k tesnému koncu, odstraňujú zamotanie vytvorením toku matematického množstva nazývaného „hustota väzby“, ktorá charakterizuje množstvo prameňov vlasov spletených dohromady inými, v súlade so simuláciami procesu,“ povedal. Nicholas Charles, postgraduálny študent na SEAS.

Vedci tiež identifikovali optimálnu minimálnu dĺžku pre každý ťah – menšiu a trvalo by večnosť, kým by sa rozmotali všetky spleti a dlhšie a bolo by to príliš bolestivé.

Matematické princípy kefovania, ktoré vyvinuli Plumb-Reyes, Charles a Mahadevan, nedávno použila profesorka Daniela Rus a jej tím na MIT na navrhnutie algoritmov na čistenie vlasov robotmi.

Ďalej sa tím zameriava na štúdium mechaniky česania kučeravých vlasov a ich reakcie na vlhkosť a teplotu, čo môže viesť k matematickému pochopeniu skutočnosti, ktorú pozná každý, kto má kučeravé vlasy: nikdy si nečešte suché vlasy.


Rozčesajte si vlasy pomocou robotov


Viac informácií:
Thomas B. Plumb-Reyes a kol., Česanie dvojitej špirály, mäkký materiál (2022). DOI: 10,1039 / D1SM01533H

Poskytuje Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

Citovať: Čistenie bez trhania? Všetko, čo potrebujete, je matematika (13. apríla 2022) získaná 15. apríla 2022 z https://phys.org/news/2022-04-tear-free-math.html

Tento dokument podlieha autorským právam. S výnimkou čestného použitia na účely súkromného štúdia alebo výskumu sa žiadna časť nesmie reprodukovať bez písomného súhlasu. Obsah je poskytovaný len pre informáciu.

About the author

pocox3

poco lofya max founder of swahli afya and creater content I am from kenya in the north to the southern border of Tanzania in the south. kiSwahili or Kiswahili

Leave a Comment