丝带卷曲的秘密揭晓

对于紧密卷曲的丝带,慢慢地拉动剪刀

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一个情人节小贴士:如果你想用剪刀卷曲丝带,研究人员说,秘诀是要坚定但缓慢。传统的观念认为快速刮擦刀片可以形成紧密的卷曲,但哈佛大学的物理学家Buddhapriya Chakrabarti说,慢下来似乎给了丝带更多时间来适应其新的卷曲状态,他是测试不同卷曲方法的团队成员之一。

Chakrabarti说:“我想测试一下通常的看法是否正确。”他开始用剪刀卷丝带,但很快发现需要更系统的方法。因此,他召集了一些同事,并招募了宾夕法尼亚州哈弗福德学院的本科生Anna Klales,组装了一个电动卷曲装置。他们将厚厚的塑料丝带(类似于用于透明胶片的塑料)连接到电机上,并将其悬挂在金属杆上。他们通过从自由端悬挂重物来拉紧丝带,并使用电机将其拉过杆。

Chakrabarti说,普遍的看法是拉得越快,压力越大,形成的环就越紧,但是他们的实验证明,“如果你保持张力不变,并且使其变慢,它会卷曲得更多。”他还说,以更重的重物形式施加更大的压力并没有使卷曲更紧。研究人员发现,压力只需要超过某个阈值即可,他们计划在3月份在丹佛举行的美国物理学会年会报告此事。


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Chakrabarti说,丝带之所以卷曲,是因为它的外层比压在杆或剪刀上的内层延伸并因此膨胀得更多。他说:“即使你用剪刀做,它也不是绝对平的——你不是把它拉平的。”例如,他说,将丝带放在桌子上并用剪刀摩擦它效果不佳。(更不用说可能会损坏桌子。)

Chakrabarti指出,丝带也必须是绷紧的,这可能是为了使塑料中的分子被拉开。他指出,无论微观细节如何,拉得慢一些可以让塑料放松成卷曲状态,因为它不容易恢复到以前的平坦状态。他说,不要在缎带上尝试剪刀方法,因为它不会起作用。原因在于:拉伸不会以相同的方式分解材料,因为缎带是编织的,而不是连续的薄片。

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