Трение кожи оказалось идеальным для щелчков пальцами
Американские ученые теоретически и экспериментально исследовали процесс щелкания человеком пальцами. Они выяснили, что трение играет при этом ключевую роль. Оказалось также, что кожа человеческих пальцев обладает почти оптимальными характеристиками, чтобы щелчок был наиболее громким. Исследование опубликовано в Journal of the Royal Society Interface. Щелчки пальцами известны человечеству как минимум со времен Древней Греции. Первое изображение щелчка, нанесенное на керамику, датируется 320 годом до н.э. С тех пор щелчки стали неотъемлемой частью искусства и коммуникации во множестве культур. Например, в Либерии они используются в качестве приветствия, будучи аналогом рукопожатия. Было предложено использовать щелки для эхо-локации слепым людям, а также для биометрической аутентификации.
Щелчок как механический процесс накопления и высвобождения энергии для создания громкого звука свойственен не только людям, но и некоторым видам термитов и муравьев. Хотя разные виды используют его для разных целей, механизм, лежащий в его основе, можно охарактеризовать как систему с трущейся защелкой, приводимую в действие пружиной. И если роль геометрии защелки или упругости пружины уже освещалась в литературе, то насколько важно при этом трение до недавнего времени было неизвестно. Группа американских физиков и биоинженеров под руководством Саада Бхамла (Saad Bhamla) из Технологического института Джорджии провела экспериментальное и теоретическое исследование, чтобы разобраться с ролью трения в щелчке пальцами. Они выяснили, что поверхность человеческих пальцев оптимальна для щелчка: она не слишком скользкая, чтобы успевала накопиться энергия, и не слишком шершавая, чтобы мешать движению пальца.
Чтобы выяснить это, ученые наклеивали кружки из светоотражающего материала в нескольких местах кисти рук трех человек, которые отслеживались с помощью высокоскоростной камеры. На средний и большой пальцы, участвовавшие в щелчках, с помощью перчаток и наперстков надевались различные материалы (латексная резина, нитрил, смазанный нитрил), чтобы достичь различного коэффициента трения, которые исследователи измеряли отдельно. В качестве смазки они применяли лубрикант на водной основе. Каждый испытуемый делал пять щелчков для каждого типа поверхности. Чтобы избежать усталости кистей, участники эксперимента отдыхали по одной минуте. Для каждого щелчка ученые использовали новые перчатки для предотвращения усталости материала. В дополнительной серии экспериментов они располагали между пальцами датчики для измерения силы при щелчках различной громкости.
Авторы сопроводили серию опытов симуляцией на эквивалентной механической модели. В ее рамках средний палец описан как груз, который с помощью пружины (упругие элементы предплечья и кисти) связан с движителем (мышцы). Большой же палец представлен в модели в виде второго груза с полукруглым концом. Он играет роль защелки, которая позволяет копить потенциальную энергию по мере сжатия пружины за счет трения между пальцами. При увеличении пройденного средним пальцем расстояния трение между ними уменьшается за счет уменьшение реакции опоры, и груз продавливает защелку, высвобождая потенциальную энергию пружины. Наконец, разогнавшись достаточно быстро, этот груз можно считать оторвавшимся от пружины. Его движение завершается ударом о ладонь, сопровождаемым характерным звуком. Для каждого их этапов процесса ученые записали и численно решили соответствующие системы уравнений.
В результаты исследователи выяснили, что длительность щелка оказалась в среднем равна 7,1 ± 3,4 миллисекунды, что почти в 20 раз быстрее, чем моргание глаза. При этом пиковое значение углового ускорения, зафиксированного авторами, оказалось равно 1,6 ± 0,3 x 10^6 градуса на квадратную секунду, что в два с половиной раза превышает ускорение, с которым движутся части тела питчера в бейсболе — ранее эта величина считалась рекордной для человеческого тела. Вариация коэффициента трения с помощью различных поверхностей вместе с решением уравнений подтвердила гипотезу о том, что такие экстремальные значения получаются благодаря балансу между свойством трения накапливать энергию, а также рассеивать ее в тепло в фазе движения. Оптимальный коэффициент трения для этого равен примерно 0,2 что соответствует сухим пальцам, а также сухому нитрилу. Авторы отмечают, однако, что предложенная ими модель не включает в себя изменение геометрии пальцев, что может сказаться на их фрикционных свойствах.
Источник
Последние аномальные новости

Амулеты из прозрачных кристаллов

Вам тайком делают укол и вы отключаетесь

Впервые за столетия наметилось снижение человеческой популяции

Грядущие пандемии будут более смертоносными

За отказ от вакцинации будут садить в тюрьму

ИИ для военных предложили обучать на компьютерных играх

Индийская деревня имена в которой можно пропеть

Как и для чего отрабатывают карму

Как определить счастливые и несчастливые цифры

Как по ладони распознать альфонса живущего за счёт женщин

Как применять стратегию Ведьмины круги в жизни

Как снять в домашних условиях сглаз и порчу

Как стать экстрасенсом в домашних условиях реальной жизни

Какие мужчины самые опасные для женщин по гороскопу

Китай научился управлять погодой

Кузбассовец продаёт кота – охотника на призраков

Лифт на секретные этажи

Магические свойства осенних цветов на даче

Мир продолжают планомерно готовить к Постапокалипсису

Мусорные диски вокруг экзопланет

НЛО в эпицентре подводного ядерного взрыва

НЛО сняли над аэропортом Краснодара

Почему нейроны потребляют так много энергии

Рыболов поставил рекорд по ловле красных окуней

С помощью одежды из выпавших волос можно спасти планету

Создадут чёрный ящик Земли, на него запишут хронику гибели человечества

США озаботились укреплением будущей границы Китая с Финляндией

Таинственные столы Агапе

Целительница из Корнуолла, получившая дар от фей

Что означает сильный ливень во сне

В тюрьмах освобождают место для антиваксов

Время на квантовом уровне течет иначе

Гадание на опавших листьях, как узнать своё будущее

Где обитают криптиды

Германия хочет построить Четвертый рейх

Греческий священник назвал еретиком папу Римского

Древние зодчие Стоунхенджа знали толк в барбекю

Древние насекомые в янтаре, значение в эзотерике

Загадка смерти двух японских школьниц

Как запахи связаны с интуицией человека

Как по дате рождения определить теологическую руну защиты

Как повысить иммунитет средствами народной медицины

Как соблазнить мужчину по знаку Зодиака

Как стать невидимым

Какие пророчества фантаста Беляева сбылись

Какую энергетику имеет фотография

Мужчина поставил 7 фунтов и выииграл 281000 фунтов

Научились получать животных нужного пола

Обнаружен газовый гигант с самым малым орбитальным периодом

Парадоксы биологии, которым до сих пор нет объяснения

Полный астропрогноз на 2022 год для всех знаков Зодиака

Предложили два новых способа превратить ИК-свет в видимый

Прототип лунохода с полным приводом

Следы недавнего вулканизма нашли на Венере

Соцсети Трампа удалось привлечь $1 миллиард инвестиций

США развязывают войны под знаменем демократии

Технологию распознавания лиц Clearview AI хотят запатентовать

Четвероногий робот научился вставать на задние конечности

Что означает эмоциональность во сне

Штамм омикрон - очень странный

Актриса Оливия Спенсер живет с призраком

Выходит новый документальный сериал о НЛО

Где в Москве обитает призрак Анны Монс

Гигантское морское чудовище заметили у побережья Калифорнии

Жизнь в облаках Венеры

Замаскированная постройка обнаружена на Марсе

Звездолет пришельцев разбился на Марсе

Земля уже превратилась в снежок, но никто этого не замечает

ИИ-оружие в стиле Терминатора может уничтожить человечество

Испания признала животных разумными существами

Как влияют на человека ретроградные планеты 2022 года

Как нарядить ёлку на год Водяного Тигра

Как сделать еловый букет на Новый год по фэн-шуй

Как сделать снежный фонарь на счастье

Какие продукты должны быть на столе в Новый год Тигра

Китайский луноход заметил базу инопланетян

Кролики с рогами вовсе не такой и уж и миф

Медики удалили пациенту зуб, выросший в носу

НЛО и пришельцы в трудах историков античного мира

НЛО наблюдал за сьемками фильма

Оборотни в реальной жизни

Поиск инопланетной жизни все время был неправильным

Прогноз по картам Таро на 2022 год

Рождественские демоны, пришельцы и другие странные зимние традиции

Странные звуки из озера в Колорадо

Треугольный объект пролетел над Южной Каролиной

Фанатка НЛО разделась на пляже

Флот НЛО замечен у Гонконга

Что надеть на Новый год, чтобы встретить время Тигра

Что означают сновиденья в ночь на Новый год

Астронавт НАСА столкнулся с инопланетной цивилизацией

Бельгийский суд признал незаконными требовать Ковид-пропуска

Ветеринары обследовали слона и выяснили, что это слониха

Все автомобили уже контролирует Искусственный Интеллект

Жизнь может распространяться между планетами

Забывчивый игрок в лотерею по ошибке удвоил выигрыш

Зомби-апокалипсис совсем не фантастика

Извержение Кумбре-Вьеха контролируют инопланетяне

ИИ поможет искать молекулы в атмосферах экзопланет

Инопланетяне заражают нашу планету

Как выглядели НЛО до изобретения Фотошопа

Молодые экзопланеты-гиганты не вписались в теоретические модели

На телефонах сотрудников Госдепартамента США обнаружили шпионское ПО

НАСА заключило контракты на строительство частных космических станций

НЛО появился в аэропорту Боготы

Нумерологический прогноз на 2022 год

Объединение ковида и ВИЧ привело к появлению Omicron

Охотники за привидениями

Пентагон не в состоянии изучать НЛО

Разработали эффективное дезинфицирующее средство

Расставлены приоритеты по развитию ИИ

Россияне бросились скупать заменители мяса

Симпсоны предсказали появление Омикрона

Снежный человек замечен в сочинских горах

Снежный человек, снятый Паттерсоном-Гимлином в 1967 году, настоящий

Создан робот, пугающе похожий на человека

Таинственная область вызывает замедление космических аппаратов

У множества людей были предвидения трагедии в Аберфане

Французы создают аэротакси с двумя парами крыльев

Человечеству предложили питаться бургерами из червей и личинок

Где можно отремонтировать ноутбук Acer

Бали превратился в остров-призрак

Всемирная конференция об НЛО под эгидой ООН

Дворцовый комплекс Ольденбургских проклят

Девушка с внешностью оленя напугала пользователей

Деревню Бехово признали одной из лучших в мире

Женщина во время родов написала заявление об отгуле

Женщина километр гналась за похитившим ее сына леопардом

Женщина провела 4 дня на улице, чтобы завоевать доверие кролика

Женщина узнала о беременности за 50 минут до родов

Замки с привидениями

Колебания орбиты Земли влияют на эволюцию жизни

Кофе улучшил зрительные функции человека

Куда бьёт молния

Люди обладают способностью общаться телепатически

Нашли необычную гигантскую черную дыру

Открыли экзопланету Шелезяка

Порталы для йети

Прибыл гонец, обещающий землетрясение

Проповедник-антиваксер умер от ковида

Робот научился приземляться как птица

Рыболов поймал самую большую щуку за 64 года

Создатели Стоунхенджа питались энергетическими батончиками

Способ заработать на омикрон-штамме коронавируса

США выпустили серийный образец модернизированной атомной бомбы

Такси для антиваксеров начало работать в Казани

Три сестры раскрыли семейный секрет долголетия

Хирург из Австрии ампутировала пациенту здоровую ногу

ЦРУ укрывали насильников ради защиты гостайны

Экс-Facebook (Meta) собирает интимные фото пользователей

Ясновидящий обещает эвакуацию, заражение и карантин

Аналитик предрек США распад и хаос

Блогеры-антиваксеры сами привиты от ковида

Больше трети населения Земли никогда не пользовалось интернетом

Брат и сестра выглядят старше своих родителей

Воронеж мистический. Легенды ЖиМа, Полтинника

Выпустили датчик чистоты овощей и фруктов

Грамотная организация вакцинации переубедит антипрививочников

Грибы спасут планету

Девушка выиграла суд против позволившего ей родиться врача

Диких кошек начали травить ядом в Австралии

Дома для будущих колонистов будут строить из грибов

ИИ помог фермерам увеличить урожай

ИИ поможет в борьбе с лесными пожарами

Испытали систему частично-орбитального бомбометания

Какому типу личности сопутствует финансовый успех

Министр тонущего государства отверг глобальное потепление

Нашли руины описанного Гомером древнего города

Ныряльщики заметили необычное существо длиной 8 метров

Обнаружен самый древний артефакт с необычным орнаментом

Обнаружены необычные пульсирующие звезды

Побывавшая замужем 11 раз женщина сохранила веру в любовь

Попытавшегося въехать в магазин на лошади россиянина высекли плетью

Почему кошки так сильно не любят собак

Раненый медведем россиянин прополз 8 км

Сколько полов может быть у инопланетян

Стоимость персональных данных в даркнете выросла в 2-4 раза

Увидел самого себя в детстве

Упавший с неба пеликан оставил деревню без света

Шаманский бубен помогает пенсионерке общаться с духами

Швеция начала переход на QR-коды, вживляемые под кожу

Агент ЦРУ Джо Макмонигл видел инопланетян на Марсе

Аномальная активность кометы Бернардинелли-Бернштейна

Где находятся места силы в Абинском районе

Глава Microsoft решил свалить на Марс

Готовность помогать окружающим исцеляет человека

Подписка на новости
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика