Заплитанията на косите са кошмари, особено за тези, които имат дълга коса. Въпреки това, с известна практика, повечето хора могат да разплитат косата си с възможно най-малко болка като започват отдолу и си проправят път до скалпа с леки, меки движения, използвайки четка.
Докато разресва косата на малката си дъщеря, Лакшминараянан Махадеван (Lakshminarayanan Mahadevan), харвардски професор по приложна математика, органична и еволюционна биология и физика, изучава механиката на разресването. Работата му е съсредоточава около разбирането на организацията на материята в пространството и времето - тоест как е оформена и как се държи, особено в мащаба, наблюдаван от невъоръжени сетива, както във физическите, така и в биологичните системи.
В ново проучване Махадеван и съавторите му Томас Плум Рейес (Thomas Plumb-Reyes) и Никълъс Чарлз (Nicholas Charles) изследват математиката на сресването. Те обясняват защо техниката на четкане на косата, използвана от толкова много хора, е най-ефективният метод за разплитане на сноп влакна.
Те опростяват проблема, като симулират две спираловидно преплетени нишки, а не цяла коса. Техният модел им помага да проучат разплитането на двойната спирала чрез единичен твърд зъбец, който се движи по нея, оставяйки две разплетени нишки след себе си.
„Измерихме силите и деформациите, свързани с разресването, и след това ги симулирахме числено", разказва Плум Рейес .
Експериментите и моделирането показват, че зъбът се движи по двойната спирала от затиснатия край към свободния край. Понякога се образува спънка, около която се увива спиралата, докато спънка се мести по снопа. Кредит: Mahadevan Lab/Harvard SEAS
„Късите разресвания, които започват от свободния край и се движат към затегнатия край, премахват заплитането, като създават поток от математическа величина, наречена „плътност на връзките“, която характеризира количеството на сплетените косми една с друга, в съответствие със симулациите на процеса", обяснява Никълъс Чарлз.
Екипът също така открива идеалната минимална дължина за всяко разресване – най-късото разресване на всички възли, което да не изисква цяла вечност и да не е твърде болезнено.
Професор Даниела Рус (Daniela Rus) и нейният екип от Масачузетския технологичен институт са използвали тези математически принципи на разресването, за да проектират алгоритми за робот, който разресва коса.
Учените се стремят в по-нататъшни изследвания да проучат механиката на разресването на къдрава коса и как тя реагира на влажност и температура. Това може да доведе до математическо разбиране на факта, който всеки човек с къдрава коса знае: никога не разресвайте влажна коса.
Справка: Thomas B. Plumb-Reyes, Nicholas Charles and L. Mahadevan. Combing a double helix. DOI: 10.1039/D1SM01533H
Източник: A mathematical understanding of detangling, ТechЕxplorist
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари