Долгое время считалось, что яйцо прочнее всего выдерживает удар, когда его роняют вертикально, то есть «на ребро». Эта идея стала не только основой школьных опытов, но и устойчивым научным стереотипом. Однако новое исследование инженеров Массачусетского технологического института (США, MIT) показало, что в реальности яйцо устойчивее к удару, когда падает горизонтально, на бок.
Все началось с обычного студенческого конкурса на падение яйца, который проводится ежегодно на факультете гражданского и экологического строительства MIT. Доцент кафедры Тал Коэн рассказал, что команда задумалась: действительно ли вертикальное положение лучше защищает яйцо от разрушения при ударе? Чтобы проверить это, они начали с лабораторных испытаний просто ради интереса. Но результаты оказались настолько неожиданными, что переросли в исследовательский проект.
Авторы провели два типа тестов — статические испытания на сжатие, в которых постепенно увеличивалась сила для измерения жесткости и прочности, и динамические испытания на падение, чтобы количественно оценить вероятность разрушения при ударе. Выяснилось, что яйца, лежащие горизонтально, деформировались сильнее при том же усилии, не ломаясь. Они вели себя как амортизаторы — менее жесткие, но лучше поглощающие энергию. Даже при падении с высоты горизонтально ориентированные яйца реже разбивались.
Это противоречит интуитивному опыту. Мы ведь разбиваем яйца о бок, когда готовим. Но, как объясняют авторы, готовка и свободное падение — разные физические сценарии. В первом случае усилие сконцентрировано в одной точке, а при падении нагрузка распределяется по всей поверхности скорлупы. Горизонтально расположенное яйцо, благодаря своей форме, мягче принимает удар, как согнутые колени при прыжке смягчают приземление.
Эксперимент показал, что прочность — это способность выдержать усилие и умение рассеивать его. Вертикальное яйцо более жесткое, но хрупкое. Горизонтальное — гибкое, и потому выносливее. Используя численное моделирование, исследователи подтвердили, что горизонтальная ориентация позволяет эффективнее поглощать энергию удара.
Результаты проделанной работы опубликованы в журнале Communications Physics и служат напоминанием о важности научного сомнения. Авторы надеются, что их результаты смогут побудить молодых людей сохранять любознательность и осознать, как много еще предстоит открыть в физическом мире.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как искусственный интеллект осваивает настольный теннис.
