News

Изследователи от университета в град Ватерло, провинция Онтарио, Канада, са постигнали това, което изглеждаше невъзможно – те са накарали сфера да се търкаля вертикално, без да прилагат външна сила.

Това спонтанно търкаляне, записано от високоскоростни камери, е изненадващ резултат след месеци на проби, грешки и теоретични изчисления от два изследователски екипа на университета във Ватерло.

„Когато го видяхме за първи път, честно казано не можехме да повярваме на очите си. Проверихме всичко отново, защото изглеждаше толкова нелогично. В лабораторията имаше много вълнение, когато потвърдихме, че това не е случайност, а истинско вертикално търкаляне“, казва Сушанта Митра, професор в катедра „Машиностроене и мехатроника“.

Пробивът стана възможен благодарение на прецизен баланс на пружинираност или мекота между сферата с размер на грахово зърно и вертикалната повърхност с размер на смартфон, използвана в експериментите.

Ако топчетата бяха твърде меки, те щяха да се залепят за повърхността или да се плъзгат надолу; ако бяха прекалено твърди, просто щяха да паднат под силата на гравитацията.

Но когато изследователите откриват перфектната комбинация от пружиниране – сфера с консистенцията на желирано мече и повърхност, наподобяваща мека подложка за мишка - сферата се е търкаляла бавно надолу със скорост от около един милиметър на всеки две секунди.

„Номерът е, че докато сферата се търкаля, тя се деформира леко в точката на контакт. Предният ръб действа като затворен цип, а задният ръб действа като разкопчан цип. Тази асиметрия създава достатъчно въртящ момент или сцепление, за да я държи да се търкаля, без да засяда или да пада“, обяснява Митра.

Списанието Soft Matter, което публикува изследването „Спонтанно търкаляне на мека сфера върху вертикална мека повърхност“, отбелязва в резюмето си, че откритието „предизвиква основното ни разбиране за физиката“.

На практика, каза Митра, откритието може да се използва за разработване на меки роботи, способни да инспектират тръби, да изследват пещерни системи или да помагат за изграждането на по-добро оборудване за мисии до Марс и други космически изследвания.

„Това отваря изцяло нова перспектива за това как да се движим по вертикални повърхности. В момента роботите и превозните средства са ограничени до хоризонтални или леко наклонени повърхности. Това откритие може да промени това“, заключава професорът.