Kuriózní experimenty: Tekutá kočka

Jaké je skupenství kočky? Je opravdu pevné, jak si většina lidí myslí? Není kočka ve skutečnosti kapalina nebo dokonce plyn? Tuto otázku si položil fyzik Marc-Antoine Fardin z univerzity ve francouzském Lyonu a došel přitom k překvapivým závěrům…

Skupenství kočky určoval Fardin s využitím reologie, tedy vědního oboru mechaniky, který se zabývá deformací a tokem materiálů. Na základě poměru mezi relaxačním časem kočky a dobou trvání experimentu dospěl k závěru, že kočka se vyskytuje nejen ve skupenství pevném, ale existuje i jako kapalina a s přibývajícím věkem přechází dokonce do skupenství plynného!

Při svých úvahách a výpočtech Fardin vycházel především z práce profesora Markuse Reinera, který postuloval, že z pohledu reologie může každý materiál téci, je-li mu poskytnut dostatek času. Reiner následně definoval tzv. Debořino číslo (De), které lze vyjádřit jako poměr relaxačního času materiálu a doby pozorování. Na základě tohoto poměru je podle Reinera možné posoudit, zda se materiál bude v daném časovém intervalu chovat spíše jako kapalina nebo jako tuhé těleso.

Jestliže se touto optikou podíváme na skupenství kočky, jak to provedl Fardin, zjistíme, že se kočka v pevném skupenství vyskytuje relativně zřídka, a to např. když skáče nebo když se během pádu snaží přetočit tak, aby dopadla na všechny čtyři. V těchto případech je Debořino číslo větší než 1, protože naše doba pozorování je za těchto okolností kratší než 1 sekunda.

Mnohem častěji však lze kočky podle Fardina pozorovat ve formě kapaliny, kdy svůj objem dokáží dokonale přizpůsobit prostoru, v němž se právě nacházejí. Debořino číslo je v takových případech menší než 1. Starší kočky přitom prý mají větší tendenci zkapalnět než neposedná koťata a s přibývajícím věkem mohou dokonce přecházet v plyn.

Fardin své úvahy o skupenství kočky uveřejnil v časopise Rheology Bulletin, a to v podobě propracované studie zahrnující nadsázku i mistrné nakládání s bezrozměrnými čísly. Za svůj svérázný vědecký počin posléze získal Ig Nobelovu cenu za fyziku.

Chcete lépe porozumět Debořinu číslu a odhalit tak třeba pravdu o skupenství vašeho psa? 🙂 Nebo vás prostě zajímá mechanika a chtěli byste se uplatnit např. v oblasti stavitelství nebo počítačového modelování? Přihlaste se ke studiu na Katedře mechaniky Fakulty aplikovaných věd Západočeské univerzity v Plzni!

 

Zdroj: http://www.rheology.org/sor/publications/rheology_b/RB2014Jul.pdf

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *