Tajemství lámání špaget

To vypadá dobře. Paráda. Ahoj, já jsem Destin,
vítejte u Smarter Every Day. Chci vám ukázat
něco fascinujícího. Když si doma
vezmete suché špagety a ohnete je,
aby se zlomily, nedělají,
co by měly. Nerozlomí se na dva kusy,
rozlomí se na tři.

Skoro pokaždé. Vidíte?
Tohle je prostředek. Dnes počkáme,
až děti dojí večeři, a pak vezmeme Phantom V1610 a nahrajeme to
ve 250 000 snímcích za vteřinu. Dozvíme se tak, proč se špagety
lámou tak zvláštním způsobem. Den ode dne chytřejší. Jestli tam ještě nejste,
jděte do kuchyně.

Vezměte si špagety a brýle,
protože přichází věda. Jednu po druhé špagety ohýbejte,
dokud se nezlomí. Uvidíte, že většina
se zlomí na více než dva kusy. Možná si myslíte,
že o nic nejde, ale jde o hodně. Je jednoduché porozumět,
proč se tyč zlomí na dva kusy. Spodek je stlačený
a vršek je v napětí. Když napětí přesáhne
maximální možnou hodnotu, zlomí se vejpůl
a z tyče vám zbydou jen dva kusy.

Proč to je u špaget jinak? Děje se tu ještě něco. Zdánlivě jednoduché lámání
špaget udivuje vědce už roky, včetně Richarda Feynmana, který pracoval
na projektu Manhattan a vyhrál Nobelovu cenu
za fyziku v roce 1965. Všichni věří, že to byl génius, takže nás nepřekvapuje,
že jeho teorie lámání špaget dává smysl.

Jestliže jste to už zkusili,
ucítili jste v prstech vibraci. Myslel si, že tahle vibrace mohla rozpohybovat zbytek špagety
a tím způsobit druhotnou frakturu. Aby tuto teorii otestoval,
zkusil zlomit špagetu pod vodou, která utlumí vibraci. K jejich překvapení
se pořád lámala na více kusů. A teď my. Když to ale
nedokázal vyřešit génius Feynman, jakou šanci máme my?

Přijdeme na to v mé kuchyni.
Uděláme tohle. Moje žena mi koupila
všechny možné druhy špaget, se kterými uděláme experiment
před touhle vysokorychlostní kamerou. Je to Phantom V1610, máme tu lampu a budeme tu prostě
lámat špagety a pozorovat. Hledal jsem
tento pokus na intenetu, ale nejrychlejší záznam
byl 4000 snímků za vteřinu.

Takže abychom posunuli vědu dopředu,
začneme na 18 000 snímcích za vteřinu. S tím bychom se měli něco dozvědět. To bylo rychlé. Ani nepoznám,
kde se zlomila jako první. Zkusíme to snímek po snímku. Jo, je to moc rychlé. Zlomila se na obou místech
ve zdánlivě stejnou chvíli. Koukneme se na jinou, která se zlomila na víc kusů,
třeba nám to něco napoví.

Co? Je to, jako kdyby
se lámaly všude najednou. To je šílené, protože se
pohybujeme ve zlomcích milisekund. Nejsem si jistý,
co vědci viděli při 4000 snímcích za vteřinu,
ale já to nevidím. Tak to zkusíme
při 40 000 snímcích za vteřinu, což je ještě desetkrát rychlejší. Už tu něco vidím.

Pravá strana se zlomila jako první, ale rozdíl je
necelých 100 mikrosekund, což je opravdu rychlé. Také se zaměříme
na rotaci zlomených kusů. Koukneme se ještě na jeden a uvidíme,
jestli s tím má co dělat vibrace. Ne. Dokonce to vypadá, že ty delší části
ani nevibrují ve stejném čase.

Ale něco tam je. Když se menší odštěpky roztočí, vždy se točí
směrem pryč od první fraktury. Opačný konec
ale rotuje směrem dolů. Vypadá to, jako kdyby
se špageta chtěla narovnat, ale nemůže překonat svoji váhu. Zapněte si pásy, protože jdeme
na 250 000 snímků za vteřinu.

Museli jsme točit
rychleji než jsem myslel. Ale máme to. Není to vibrace. Je to zakřivení špagety,
která se snaží narovnat. Představte si to takhle.
Na celou špagetu působí kroutivá síla. Kvůli ní se ohýbá. A když se zlomí, na část blíž
k fraktuře síla působit přestane.

Část špagety
ale pořád působí opačnou silou. Takže se začne odleva doprava
narovnávat a mezitím rotuje nahoru. Protože vlevo je špageta už rovná
a vpravo je pořád zakřivená, v bodě, kde se potkají,
je ještě víc ohnutá. To způsobí napětí,
které už špageta nevydrží. Tímpádem se zlomí. Je to, jako kdyby jedna
půlka nedostala zprávu včas. Kdyby se napětí uvolnilo najednou,
nezlomila by se.

Místo toho se ale láme po částech. Po každé nové fraktuře
začne celý proces znova. Tento fenomén
se jmenuje kaskádová fraktura. Donedávna se počtům
tohoto fenoménu moc nerozumělo. Ale našel jsem
úžasný francouzský výzkum a skvělou simulaci
od norských ropných inženýrů. Pokud ale vím, tak tohle video dává ten nejlepší vhled do
tohoto fenoménu než cokoliv jiného.

Natočili jsme to
při 250 000 snímcích za vteřinu, což je úžasné. Tady to máte. Lámání špaget
není jen zábavný trik. Až je příště budete vařit,
buďte opatrní, protože budete objevovat
hranice vědeckého poznání. Děkuji, že jste se
podívali na tento díl, kdybyste chtěli číst knihu
o Richardu Feynmanovi, doporuřuji vám audioknihu
"To snad nemyslíte vážně!"

Právě ji poslouchám a je úžasná. Jestli chcete podpořit Smarter Every Day,
jděte na audible.com/smarter a stáhněte si
"To snad nemyslíte vážně!" Byl bych vám za to moc vděčný. Moc vám děkuji, já jsem Destin,
vy jste den ode dne chytřejší, mějte se. Slyšel jsi o Richardu Feynmanovi?

Nemám tušení! Netuším, kdo to je,
ale zní zábavně! To on je. Je jiný než táta,
ale je to chytrý chlap. Tři. Aspoň čtyři. Doufám, že si zasloužím odebírat,
pokud ne, užijte si tuhle zmatenou rybu. Díky.