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Bruch

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Baumbruch – spiegelbildlich

Im Foto sehen wir einen Ausschnitt eines abgebrochenen Stammes eines aus zwei Stämmen bestehenden Baums. Erstaunlich an der Bruchebene ist die fast spiegelsymmetrische Struktur des Bauminnern, die dem Anblick eine Art Naturschönheit bescheinigt. Dabei ist nicht nur die Symmetrie von Bedeutung, sondern auch die Abweichung davon.

Naturschöne Trockenrisse

Trockenrisse sind oft ästhetisch ansprechende Strukturen, die durch Zufall und Notwendigkeit beim Austrocknen von quasiflüssigen Schichten entstehen. Ihre Schönheit rührt vermutlich aus der Flächenaufteilung durch eine Art naturwüchsiger Regelmäßigkeit her. Dennoch habe ich ein sehr gespaltenes Verhältnis zu den Trockenrissen, seitdem sie zum Symbol für ausgetrocknetes Ackerland und Hungersnöte stehen.
An den Küstenstreifen der Nordsee sind die Rissmuster insofern „harmlos“ als sie immer dann entstehen, wenn nach Hochwasserphasen aufgrund starker Winde (meistens im Winter) ruhigere Zeiten einkehren, in denen die überschwemmten Bereiche wieder austrocken.

Rätselfoto des Monats August 2018

Wie kommt es zu dieser Struktur? Weiterlesen

Fracturas en cascada

H. Joachim Schlichting.  Investigación y Ciencia Febrero 2018 Curiosidades de la física

Si uno comba un objeto alargado más allá de su límite de ruptura, casi siempre se partirá en más de dos trozos. ¿A qué se debe?

Un gran fresno que hay en mi vecindario me proporciona con regularidad ramas muertas que resultan ideales para encender la chimenea. Son lo suficientemente gruesas, están secas y se quiebran con facilidad. Esto último, en particular, lleva asociado un curioso fenómeno: si agarramos uno de esos palos por ambos extremos y lo doblamos hasta alcanzar el punto de fractura, rara vez se romperá en solo dos trozos, sino que lo hará casi siempre en tres. Este fenómeno, poco comprendido hasta hace poco, no solo ocurre con las ramas de fresno secas, sino con cualquier palo o barra sometido a una deformación intensa.
Una situación cotidiana en la que podemos observar dicho comportamiento es cuando, para cocer pasta, nos disponemos a partir un puñado de espaguetis para ajustarlos al diámetro de la olla. Este ejemplo ha alcanzado cierta notoriedad debido a que el célebre Richard Feynman llevó a cabo el experimento, pero no fue capaz de averiguar por qué, además de espaguetis partidos más o menos por la mitad, aparecían tantos trozos de poco tamaño. Aquel episodio revalorizó este mundano incidente culinario y el fenómeno se convirtió en objeto de investigaciones serias. La solución no llegaría hasta muchos años más tarde, con ayuda de simulaciones y fotografías de alta velocidad.

Fractura y rebote

Si observamos de cerca el modo en que se astillan los espaguetis, nos percataremos de que, por lo general, no se quiebran exactamente por su punto medio —donde están más curvados y experimentan la mayor tensión—, sino un poco más allá. Esto puede verificarse a posteriori, poniendo los pedazos uno al lado de otro. La causa de esta asimetría estriba en que los espaguetis no tienen una forma perfectamente cilíndrica ni están hechos de una masa cien por cien homogénea. Por tanto, ceden antes allí donde presentan «defectos de fabricación», donde el efecto conjunto de la tensión aplicada y la fragilidad del material es máximo. Así pues, hasta esta primera ruptura, la explicación resulta intuitiva….

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Auf Biegen und Brechen

Auf_Biegen_und_Brechen-(2)

Schlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft 7 (2016), S. 42 – 43

Krümmt man einen Stab über seine Belastungsgrenze hinaus, zersplittert er meist in mehr als zwei Teile. Warum?

Nicht auf das Biegen,
auf das Brechen kommt es an
Martin Heidegger (1889 – 1976)

PDF: Auf Biegen und Brechen.

 

 

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