本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
当高速物体有力碰撞时,我们倾向于关注宏观尺度上壮观(但可能具有破坏性)的景象,但杜克大学的科学家们一直在研究这种惊人的能量转移在沙粒和尘土大小的颗粒层面上是什么样的。
"高速视频记录了射弹撞击圆盘床的过程,为科学家们提供了关于陨石或导弹如何将其撞击能量传递给沙粒和尘土颗粒的全新微观图像。"
能量传递是断断续续的,而不是平滑的。“入侵物体的减速如此不平滑,这令人惊讶,”杜克大学物理学家罗伯特·贝林格说。他的团队在12月7日的《物理评论快报》中描述了他们的新视频和撞击分析。这项研究可能会改变科学家们模拟陨石和导弹撞击及其影响的方式。”
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"科学家们之前假设减速是平滑的,并且任何声波都会以规则、均匀的模式穿过颗粒状物质,类似于拍手声在空气中向各个方向均匀扩散的方式。但是,通过使用高速视频,贝林格、他的研究生亚伯兰·克拉克和新泽西理工学院的娄·孔迪克已经展示了碰撞过程中声波和颗粒的非常不同的行为。"
在国防威胁降低局支持的这项研究中,该团队将青铜圆盘射入狭窄的光弹性颗粒床中,并使用超高速摄像机跟踪碰撞能量从圆盘转移到珠子的过程。 录像显示,青铜圆盘的大部分能量以强烈的、零星的声脉冲形式沿着珠床中颗粒网络或力链传递出去。”
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"颗粒冲击中的颗粒尺度动力学。" 克拉克,A.,孔迪克,L.,和贝林格,R. 2012。《物理评论快报》,5:137。DOI:10.1103/Physics.5.137
图片由NASA提供。