Kiire kaameraga filmitud mürsutabamuste videoanalüüs on teadlastele andnud uue pilgu, kuidas toimub meteoriidi või mürsu kineetilise energia ülekanne pinnaseosakestele.
Raketi- ja meteoriiditabamused on granulaartasandil keerulisemad kui varem arvati
Osutub, et lööktabamuse energiaülekanne toimub järkjärguliselt, mitte pidevalt. Duke-i Ülikooli füüsik Rober Behringer kirjeldas eksperimenti järgmiselt:“Oli üllatav avastada, kuivõrd ebaühtlane oli mürsu kineetilise energia muundumine ülekandumisel märklauda.“ Avastust kirjeldav teadustöö avaldati 7. detsembri teadusajakirjas Physical Review letters. Tulemused võivad anda alge uutele ballistiliste löökide otse- ja järelmõjumudelitele.
Teadlaste varasema üksmeele kohaselt arvati, et löökkeha aeglustumine on pidev ning tekkiv helilaine levib läbi granulaarse sihtmaterjali ühtlaselt nagu käeplaksu lööklaine õhus. Ent kiirvideokaamera videode analüüs avaldas Behringile ning tema tudengitele Abram Clarkile ja Lou Kondicile hoopis teistsuguse füüsika.
Töös, mida rahastas Ameerika organisatsioon DTRA (Defense Threat Reduction Agency), filmiti ülikiirete kaameratega pronksketaste laskmisi fotoelastse granulaarmaterjaliga täidetud alusbasseini. Kaadreist jälgiti energiaülekannet kettalt graanulmaterjalisse. Analüüs näitas, et ketaste kineetiline energia hajus intensiivsete sporaadiliste akustiliste impulssidena alusbasseini graanulite võrgustikes ehk jõusäbrudes (loe siit).
„Fenomeni oli sündmuste kiire kulgemise tõttu raske jälgida,“ ütles Behringer. Harjumuspärane kvaliteetne video kuvab ligikaudu 30 kaadrit sekundis. Helilöökide ning jõusäbrusid pidi aga filmima kiirusega 40000 kaadrit sekundis, mis on tavavideost 1300 korda kiirem.
Kettad tulistati basseini kuni 6,5 meetrit sekundis (23,4 km/h). Löögihetkel tekkinud jõusäbrud kandusid üle sügavale basseini kettasarnaste lööklainetena, mille profiil meenutas vihmaveetorusid.
Ülehelikiirusel tulistatud pronkskettad põhjustaksid töörühma sõnul sootuks teistsuguse energiaülekande. „Ülehelikiirustel ei jõua märklaud lihtslat õigel ajal eest ära hüpata, otsekui märulifilmis. Löökjõud põrkuks pigem tagasi kui kanduks pinnasesse,“ näitlikustas Behringer tööanalüüsi.
Heli- ja ülehelikiirusel toimuvate löökide jaoks, mida on ka töörühmal plaanis uurida, oleks Behringeri sõnul vaja teistsuguseid granulaarosakesi. Behringer lisas, et helikiirusest väiksema kiirusega liikuva raketi või meteoriiditabamuse puhul kanduks energia vastavalt uuele teooriale märklauda sporaadiliselt ja katkendlikult.
Allikas: Phys.org