green_fr | Pour la science № 473

Берём палку, сгибаем её руками — она ломается. В одном месте, примерно в середине. А вот если взять спагетти и попытаться таким же образом сломать, то она (какого рода спагетти в несуществующем единственном числе?) сломается сразу в нескольких местах.

Чтобы объяснить эффект, авторы предлагают следующий эксперимент — зафиксируем один конец спагетти на столе, а второй будем держать в руках. Согнём спагетти, немного прижимая второй конец к столу так, чтобы она не сломалась. Отпустим спагетти — она предсказуемо выпрямится. И сломается! Почему? Выпрямляясь, спагетти создаёт колебания, причём из-за особенности структуры (очень тонкая и длинная) поперечные колебания (в толщину) распространяются гораздо быстрее продольных (в длину). Именно эти колебания и ломают уже бывшую на грани излома спагетти.
Разламывая спагетти руками в воздухе, мы, на самом деле, приводим к тому же самому эффекту. Первый излом — классический, а последующие — из-за возникших колебаний.

Параллельно в статье рассматривается другой пример — очень высокая башня Lego, которую мы медленно наклоняем, а затем отпускаем. Она ломается на две части, но не посередине, а на трети (ближней к полу). Если при переломе палки все силы были симметричны, и излом посередине был достаточно очевиден, то в случае падающей башни нужно ещё учитывать её вес, реакцию опоры, центробежную силу и пр. — и действительно, максимум сил выходит примерно на трети длины.