Cesta do zrnitého skupenství

p19.jpg (31057 bytes)

Tým

Marny Di Pietrantonio, Céline Lansman a Sébastien Lansman
studenti střední školy Warocqué Provincial v Morlanwelzu
(Belgie, francouzsky mluvící oblast)
vítězové soutěže ExpoSciences - organizované
Mladými vědci Belgie v květnu 1999

Kontakt: lansman.promthea@gate71.be

 

Písek v přesýpacích hodinách, hromada štěrku podél cesty, krabice sušených fazolí: to všechno jsou normální věci každodenního života, které by nám na první pohled mohly přijít banální. Přesto, tyto předměty, nazývané sypké matriály, mají složitou strukturu, zvláštní vlastnosti a projevují se jevy, které se dají jen těžko vysvětlit.

Mechanika sypkých materiálů je nový vědní obor, pracující na své vlastní koncepci. Je založena na studiu chování těchto materiálů ve zjednodušených situacích. Pokouší se tak pomocí rozšíření vysvětlit jevy pozorované v přírodě a každodenním životě.

Sypké systémy se neřídí klasickými fyzikálními zákony, a proto nás uvádějí do rozpaků. To je důvod, proč jsme se rozhodli se do této věci pustit a upozornit na ni veřejnost pomocí velmi jednoduchých a navíc názorných pokusů.

Mezi jiným jsme se zaměřili na problém, který se pojí s určením, zda daný materiál je látka pevná nebo kapalná. Podle okolností se někdy chová jako jedno a někdy jako druhé, a to takovým způsobem, že někteří vědci hovoří o čtvrtém skupenství.

Také jsme studovali úkazy spojené s těmito jevy, např.: roztažnost, proudy a laviny, oddělení, obloukové tvarování. Abychom tak mohli učinit, postavili jsme některé základní přístroje a provedli experimenty pro zdůraznění základních faktorů jako např. sypný úhel, koeficient pevného tření, měření sypkosti, vliv aplikovaných sil atd.

Doufáme, že se nám podaří vzbudit zájem a zvědavost veřejnosti o tento vědní obor, který je stále ještě ve svých počátcích a v němž musí být ještě učiněno mnoho objevů.

pisek1.jpg (9323 bytes)

Jev roztažnosti

 

           hladina 1
hladina 2

 

pisek2.jpg (3064 bytes)

skleněná trubička

zátka s dírkou

balónek s pískem
a vodou

Pokus s balónkem

 

pisek3.jpg (3848 bytes)pisek4.jpg (4724 bytes)

Sypný úhel:
podkritický a kritický

 

Přepad

pisek7.jpg (8967 bytes)

Dva druhy tečení: ve sloupu a ve hmotě

 

pisek8.jpg (16803 bytes)

V sypkých materiálech se hmotnost rozkládá
jako v klenbě katedrály

 

pisek9.jpg (8170 bytes)

Apolónská výplň

 

pisek10.jpg (32724 bytes)

Rozložení sil uvnitř sypkých materiálů

Autorem fotografie  je Jindřich Fišnar