Die Wissenschaft der Knoten entwirrt
Verworrenen Telefonkabel und elektronischen Kabeln, die kommen, Vogelnester zu ähneln können sogar die meisten stoische Person solltest. Jetzt haben Forscher das Geheimnis hinter wie eine solche Form der Knoten entwirrt.
Zwei Physiker verwendet Zeichenfolge-Tumbling Experimente und mathematische Modelle, eine Schritt für Schritt Anleitung für Knoten Bildung zu erstellen und ermittelt, welche Faktoren dazu führen, dass die knorrigsten Knoten. Ihre Forschung, online veröffentlicht in dieser Woche durch das Verfahren der National Academy of Sciences, wirft ein Licht auf eine alltägliche Erscheinung, über die wenig über den Wahnsinn bekannt war, die es reizt.
"Es ist eine gemeinsame Belästigung im Alltag, dass alles, was wie eine Zeichenfolge unvermeidlich scheint, um selbst zu einem Knoten", sagte leitender Autor der Studie Douglas Smith von der University of California, San Diego.
Er fügte hinzu: "sehr wenig experimentell gearbeitet worden war um die Analyse und Klassifikation von realen, physischen Knoten Knotentheorie zuweisen."
Alle gefesselt
Smith und UCSD Kollege Dorian Raymer lief eine Reihe von hausbacken Experimente in denen sie eine Zeichenfolge in eine Box abgelegt und fiel es für 10 Sekunden (eine Umdrehung pro Sekunde). Sie wiederholt den Zeichenfolge-Abwurf mehr als 3.000 mal variiert die Länge und die Steifigkeit der Zeichenfolge, Boxgröße und Tumbling Geschwindigkeit.
Digitale Fotos und Videos der Tumbling Saiten ergeben: Streicher kürzer als 1,5 Metern.46 Knoten; bilden nicht die Wahrscheinlichkeit, dass Knoten stark gestiegen wie String-Länge von 1.5 Füße zu 5 Metern.46 bis 1,5 Meter ging; und über diese Länge hinaus knüpfen Wahrscheinlichkeit eingependelt.
Beobachtungen können nur so weit gehen. "Es ist praktisch unmöglich, verschiedene Knoten zu unterscheiden, indem man sich ihnen", sagte Raymer.
Raymer entwickelt, ein Computerprogramm zu versuchen, ihre Beobachtungen zu imitieren. Aus dem Modell schufen sie einen vereinfachte "Lebenszyklus" eines Knotens ordentlich ab, titanic Gewirr. Einmal ließ, bildete die Zeichenfolge konzentrische Spulen. Als nächstes gewebt freien Ende der Schnur durch die Spulen mit einer Wahrscheinlichkeit von 50 Prozent der Kreuzung unter oder über der Spule und folgen einem Pfad nach links oder rechts.
Knoten-busters
Das beste verknoten kam aus sehr flexibel, lange Zeichenfolge in eine große Kiste enthalten. "Eine hochflexible Zeichenfolge in einen sehr großen Behälter gelegt wird eine höhere Wahrscheinlichkeit für immer als ein steifes, das in einem kleineren Behälter beschränkt ist verknotet haben", sagte Smith LiveScience.
Die Forscher vermuten, dass das Viertel Begrenzung der Taumelbewegung eng, die die Zeichenfolge weben durch die Spulen erleichtert. Das würde erklären, warum Knoten waren weniger wahrscheinlich, in Form kleiner im Vergleich mit größeren Boxen.
Aber im wirklichen Leben die meisten Menschen nicht im Trockner Kabel und Drähte auf einer täglichen Basis. Smith erklärte, dass während dieser Tumbling nicht Voraussetzung für Knoten zu bilden ist, etwas Bewegung notwendig ist.
"Überraschend wenig Störung oder Bewegung sogar notwendig ist", sagte Smith. "Es ist ganz einfach für etwas verknotet bekommen." Auch der Akt der Telefonhörer und stellen Sie es wieder nach unten könnte genug drängeln, Trigger-Knoten-Bildung.
Zwar gibt es keine magische Knoten Buster, Smith beraten was alle Segler, Cowboys, Elektriker, Kanalisation und Strickerinnen wissen: um Verwicklungen zu vermeiden, halten Sie eine Schnur oder eine Zeichenfolge in einer Spule gebunden, so dass es sich nicht bewegen kann.
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