Физик рассчитал разные варианты падения бутерброда с маслом

Физик из Университета Сиднея исследовал механику соскальзывания со стола бутерброда с маслом разных конфигураций. Тост с маслом имитировали деревянные бруски разной формы. Исследование показало, что бутерброд действительно в большинстве случаев будет переворачиваться. Научная статья вышла в журнале European Journal of Physics.

Ученые обратили внимание на то, что бутерброд обычно никто не подбрасывает специально: как правило, он падает со стола или из рук с небольшой высоты. За это время он успевает совершить в среднем лишь пол-оборота, из-за чего масло оказывается внизу. При этом во время исследований концентрировались обычно лишь на одной форме бутерброда — классического тоста. Но вопрос о том, как падают протяженные объекты с различных поверхностей, имеет отношение к транспортной и бытовой безопасности, например падению стройматериалов или вылету автомобилей с обрыва.

В недавнем исследовании физик Род Кросс разделил все возможные конфигурации падения на четыре группы. Для каждой он решил динамические уравнения, а также провел серию экспериментов с деревянными брусками. И хотя физик не рассматривал непосредственно приземление деревянных брусков, имитирующих бутерброд, его выводы о начальных угловых скоростях в большинстве конфигураций подкрепляют общеизвестное объяснение феномена падения бутерброда маслом вниз.

Скорости падения и вращения падающих брусков менялись в зависимости от их толщины, формы края, с которого они скатывались, и трения.

В первом случае автор рассмотрел соскальзывание бруска с закругленного края. В другой конфигурации брусок был очень тонким. Третий эксперимент физик провел с толстым бруском, а четвертый — со средним бруском на поверхности с закругленным краем, когда брусок был выдвинут вперед. Ученый записывал падения деревянных брусков с помощью цифровой камеры со скоростью в 300 кадров в секунду.

В результате исследований физик выяснил, что во всех случаях, кроме первого, блоки вступают в фазу свободного падения под углами, равными примерно 60°. Он оценил, что для высоты падения 0,7 м изначальная скорость даст дополнительные 34–170° поворота. В итоге в большинстве случаев блок перевернется.