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當高速物體有力碰撞時,我們傾向於關注宏觀尺度上壯觀(但可能具有破壞性)的景象,但杜克大學的科學家們一直在研究這種驚人的能量轉移在沙粒和塵土大小的顆粒層面上是什麼樣的。
"高速影片記錄了射彈撞擊圓盤床的過程,為科學家們提供了關於隕石或導彈如何將其撞擊能量傳遞給沙粒和塵土顆粒的全新微觀影像。"
能量傳遞是斷斷續續的,而不是平滑的。“入侵物體的減速如此不平滑,這令人驚訝,”杜克大學物理學家羅伯特·貝林格說。他的團隊在12月7日的《物理評論快報》中描述了他們的新影片和撞擊分析。這項研究可能會改變科學家們模擬隕石和導彈撞擊及其影響的方式。”
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"科學家們之前假設減速是平滑的,並且任何聲波都會以規則、均勻的模式穿過顆粒狀物質,類似於拍手聲在空氣中向各個方向均勻擴散的方式。但是,透過使用高速影片,貝林格、他的研究生亞伯蘭·克拉克和新澤西理工學院的婁·孔迪克已經展示了碰撞過程中聲波和顆粒的非常不同的行為。"
在國防威脅降低局支援的這項研究中,該團隊將青銅圓盤射入狹窄的光彈性顆粒床中,並使用超高速攝像機跟蹤碰撞能量從圓盤轉移到珠子的過程。 錄影顯示,青銅圓盤的大部分能量以強烈的、零星的聲脈衝形式沿著珠床中顆粒網路或力鏈傳遞出去。”
從杜克大學瞭解更多資訊
"顆粒衝擊中的顆粒尺度動力學。" 克拉克,A.,孔迪克,L.,和貝林格,R. 2012。《物理評論快報》,5:137。DOI:10.1103/Physics.5.137
圖片由NASA提供。