Utilisez votre nouille

Photo de spaghettis secs

Il est presque impossible de casser un bâton sec de spaghetti précisément en deux. Ce défi a déconcerté même les goûts du célèbre physicien Richard Feynman '39, qui a passé une bonne partie de la soirée à casser des pâtes avec Danny Hillis '78 alors qu'ils cherchaient une explication théorique pour expliquer pourquoi les bâtons se brisaient avec insistance en trois morceaux ou plus.

L'expérience de cuisine de Feynman est restée non résolue jusqu'en 2005, lorsque des physiciens français ont élaboré une théorie pour décrire les forces à l'œuvre lorsque les spaghettis - et toute longue et fine tige - sont pliés. Ils ont constaté que lorsqu'un bâton est plié uniformément des deux côtés, il se brise près du centre, là où il est le plus courbé. Cette rupture initiale déclenche un effet de retour en arrière et une onde de flexion, ou vibration, qui fracture à nouveau le manche. Leur théorie semblait résoudre le puzzle de Feynman. Mais une question subsistait : les spaghettis pourraient-ils jamais être contraints de se casser en deux ?

La réponse, selon une nouvelle étude du MIT co-écrite par Jörn Dunkel, professeur agrégé de mathématiques physiques appliquées, est oui, avec une variante. Les chercheurs rapportent qu'il est possible de casser les spaghettis en deux en pliant et en tordant les nouilles sèches.

L'équipe, dirigée par Ronald Heisser '16, maintenant étudiant diplômé à l'Université Cornell, et Vishal Patil, étudiant diplômé en mathématiques du groupe de Dunkel, a construit un dispositif de fracture mécanique pour tordre et plier de manière contrôlée des centaines de bâtonnets de spaghetti, enregistrant le processus de fragmentation. à la caméra jusqu'à un million d'images par seconde. Ils ont découvert qu'en tordant d'abord les spaghettis à près de 360 ​​degrés, puis en les pliant lentement, ils pouvaient faire casser le bâton en deux morceaux plutôt que plus. Les résultats étaient cohérents pour le Barilla n ° 5 et le Barilla n ° 7, deux types de spaghettis de diamètres légèrement différents.

Patil a également développé un modèle mathématique pour expliquer les deux effets impliqués dans la création d'une rupture nette. Dans le snap-back, le bâton revient dans la direction opposée à laquelle il a été plié et oscille d'avant en arrière, créant une vague de flexion. Ensuite, dans la torsion arrière, le bâton tordu se déroule dans sa configuration redressée d'origine, générant une onde de torsion qui fait aller et venir le bâton en tire-bouchon jusqu'à ce qu'il s'immobilise. L'équipe a conclu que l'onde de torsion se déplace plus rapidement que l'onde de flexion, dissipant l'énergie pour empêcher les accumulations de stress critique qui pourraient provoquer des fractures ultérieures.

Il s'agit d'un projet interdisciplinaire amusant lancé et réalisé par deux étudiants brillants et persistants - qui ne veulent probablement pas voir, casser ou manger des spaghettis pendant un certain temps, dit Dunkel.

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