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    Lo studio video ad alta velocità rivela la natura dell'onda cobra

    Credito: Lettere di revisione fisica (2017). DOI:10.1103/PhysRevLett.119.084301

    Un piccolo team di ricercatori di diverse istituzioni in Francia ha appreso di più sulle proprietà dell'"onda cobra" costruendo strutture da bastoncini di ghiacciolo e filmando le progressioni delle onde con una telecamera ad alta velocità. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , Jean-Philippe Boucher, Christophe Clanet, David Quéré e Frédéric Chevy descrivono la serie di esperimenti che hanno effettuato con i bastoncini e ciò che hanno appreso durante il processo.

    Un'onda cobra è, per definizione, un'onda che si verifica quando i bastoncini del ghiacciolo sono legati insieme in un certo modo sotto tensione e vengono quindi rilasciati:i bastoncini si staccano mentre l'onda si propaga per la lunghezza della struttura. Comprendere l'onda del cobra e come funziona è importante perché i ricercatori ritengono che alcuni processi biologici funzionino allo stesso modo.

    Per saperne di più sull'onda cobra, il gruppo ha assemblato un gran numero di reticoli di ghiaccioli in disposizioni simili ai metodi precedenti per creare l'effetto:ognuno assomigliava a un numero di X allineate l'una accanto all'altra, un po' come i piccoli recinti usati in un giardino fiorito. Le due estremità avevano una configurazione diversa, con bastoncini posti in modo da evitare che quelli adiacenti si sfilacciano. Una volta impostata la struttura, basta tirare un bastoncino dall'estremità per creare l'onda, che si muove in modo simile al domino:un bastoncino che si srotola fa sbrogliare il successivo, fino a quando la struttura non viene annullata. C'è una caratteristica particolarmente unica dell'onda:mentre va avanti, la parte della struttura che non è stata disfatta si alza in aria, facendo piegare la struttura a forma di cobra in procinto di colpire. Un'altra caratteristica della struttura e dell'onda associata sono i bastoncini che volano in ogni direzione man mano che l'onda avanza, creando uno spettacolo impressionante.

    Tramite video ad alta velocità di più onde in azione con i bastoncini di ghiaccioli di dimensioni variabili disposti in modi leggermente diversi, i ricercatori hanno scoperto che la lunghezza del bastone deve rientrare in una gamma ristretta di possibilità. Hanno anche scoperto che il rinculo era dovuto all'espulsione di bastoni. I bastoncini, Certo, hanno ottenuto la loro energia cinetica dall'energia potenziale immagazzinata derivata dalla flessione. Il team ha anche derivato formule di velocità delle onde basate sulle caratteristiche dei bastoncini. Per quanto riguarda la forma unica del cobra, il team ha scoperto che è il risultato della competizione tra il rinculo dei bastoni espulsi e le forze gravitazionali.

    © 2017 Phys.org

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