วิทยาศาสตร์ในชีวิตประจำวัน

แผ่นดินไหว หุ่นยนต์ และจัมเปอร์มีอะไรที่เหมือนกัน? อธิบายว่าเหตุใดคำตอบจึงอยู่ที่การถัก และการยืดวัสดุถักมีรากฐานมาจากกลไกอย่างไร หากคุณเคยจบปริญญาเอกด้านฟิสิกส์ คุณจะรู้ว่าคุณมักจะเริ่มต้นด้วยการอ่านข้อมูลเบื้องหลังหลายๆ รอบ เรียนรู้วิธีใช้อุปกรณ์ในห้องแล็บของคุณ และอาจถึงขั้นทำการทดลองชั่วคราว ปริญญาเอกของฉันแตกต่างออกไปเล็กน้อย ฉันเริ่มดูวิดีโอ YouTube เพื่อปรับปรุง

งานเย็บ

ปักถักร้อยโครงการที่ฉันได้รับการยอมรับในปารีส เป็นเรื่องเกี่ยวกับกลไกของผ้าถัก การวิจัยจะต้องมีสองด้าน: ด้านทฤษฎีเพื่อพิจารณาว่าสมการใดที่อธิบายระบบ และการทดลองเพื่อทดสอบกลไกการถักจริงเพื่อเป็นแนวทางและยืนยันทฤษฎี ปัญหาคือ ฉันแทบจะไม่รู้ว่าผ้าถักคืออะไรเมื่อฉันยอมรับโครงการนี้

ฉันเรียนรู้อย่างรวดเร็วว่ามีความแตกต่างทั้งทางโครงสร้างและกลไกระหว่างผ้าถัก (เช่น เสื้อถัก ผ้าพันคอหรือหมวก) และผ้าทอ (เช่น ผ้าปูโต๊ะ เสื้อเชิ้ต หรือกางเกงยีนส์) อันที่จริง ความแตกต่างเหล่านี้แสดงให้เห็นได้ง่าย หากคุณดึงกางเกงยีนส์ของคุณ คุณควรสังเกตว่าผ้าทอแทบจะไม่เสียรูป ในทางกลับกัน

ดึงจัมเปอร์ที่ถักแล้วสามารถยืดให้ยาวขึ้นได้ถึง 2 เท่าได้อย่างง่ายดาย ความยืดของผ้าถักก็ชัดเจนเช่นกันหากคุณพันไว้รอบๆ สิ่งของ: การยืดเฉพาะที่จะทำให้ผ้าถักสามารถใส่รูปทรงที่ซับซ้อนได้ อย่างไรก็ตามผ้าทอต้องพับเพื่อให้สอดคล้องกันความแตกต่างระหว่างการถักและการทอนั้นเป็นจริงแม้ว่าจะทำ

จากเส้นด้ายเดียวกันก็ตาม นั่นเป็นเพราะมันเป็นโครงสร้างของเส้นด้ายที่พันกันซึ่งกำหนดพฤติกรรมทางกล ไม่ใช่องค์ประกอบที่แม่นยำของวัสดุ ทันทีที่ฉันเรียนรู้ในระดับปริญญาเอก ผ้าทอทำจากเส้นด้ายสองมัดที่พันกันในแนวตั้งฉาก (รูปที่ 1 ก ) การดึงทอจึงไม่ต่างกับการดึงเส้นด้ายเส้นเดียวมากนัก

วิทยาศาสตร์การถัก ฉันควรบอกให้ชัดเจนว่าฉันและเพื่อนนักวิจัยไม่ใช่คนกลุ่มแรกที่สงสัยว่าผ้าถักผิดรูปอย่างไร ใครก็ตามที่ถักนิตติ้งเพื่อความสนุกสนานจำเป็นต้องมีความรู้เชิงประจักษ์อย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับโครงสร้างและกลไกการถัก ความรู้เรื่องผ้าถักก็มีความสำคัญในอุตสาหกรรมเช่นกัน 

ไม่ใช่แค่

สำหรับภาคส่วนเสื้อผ้าเท่านั้น ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เสริมกำลังวัสดุคอมโพสิตในเครื่องบิน รถยนต์ หรือรถไฟการศึกษาครั้งแรกเกี่ยวกับกลไกการถักเริ่มขึ้นในทศวรรษที่ 1960 งานวิจัยนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากวิศวกรเครื่องกล โดยเกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองเส้นทางที่แน่นอนของเส้นด้ายในตะเข็บ 

เพื่อพิจารณาว่าเส้นด้ายนี้เสียรูปอย่างไรหากดึงเพียงเล็กน้อย งานนี้ให้สมการที่สวยงาม แต่พวกเขาอธิบายเพียงตะเข็บเดียวไม่ใช่ผ้าทั้งหมดการศึกษาล่าสุดได้รับการสนับสนุนจากชุมชนกราฟิก ซึ่งอาจดูแปลก แต่ตัวละครอนิเมชันต้องแต่งกายอย่างเหมาะสมด้วย งานนี้นำไปสู่วิธีการเชิงตัวเลขทั้งหมด

( ธุรกรรม ACM บนกราฟิก 31 4 ) ซึ่งเริ่มต้นจากเส้นด้ายและขึ้นไปจนถึงการถักทั้งหมด กลไกดังกล่าวให้กลไกที่เหมือนจริงมาก แต่ไม่ได้แสดงการวิเคราะห์ค่าคงที่เชิงกลของเนื้อผ้า และไม่เปิดเผยความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ทางโครงสร้าง (เช่น ขนาดของตะเข็บ) และพารามิเตอร์ของวัสดุ

(เช่น ความแข็งของเส้นด้าย)ปริญญาเอกของฉันจึงเกี่ยวข้องกับการมองระหว่างสองขั้วนี้ ซึ่งมีช่องว่างในความเข้าใจของเรา ฉันต้องการทราบว่าเราสามารถหาสมการเพื่ออธิบายกลไกของโครงสร้างทั้งหมดได้โดยตรงหรือไม่ ในขณะเดียวกันก็กำหนดบทบาทของพารามิเตอร์แต่ละตัวด้วย

ถักเหมือนนักฟิสิกส์ประเด็นสำคัญสองประเด็นเกิดขึ้นในช่วงต้นของการแสวงหาคำตอบของฉัน ประการแรก แม้จะมีบทช่วยสอนใน YouTube และคำแนะนำอันล้ำค่าจากคุณยายของฉัน แต่การถักในช่วงแรกๆ ของฉันยังแย่และไม่มีประโยชน์สำหรับการทดสอบที่เหมาะสม ปัญหาที่สองคือจำนวนพารามิเตอร์

ในการถัก

ที่ใช้กันทั่วไปนั้นมีจำนวนมหาศาล เพราะแม้แต่เส้นด้ายมาตรฐานส่วนใหญ่ก็ยังมีความซับซ้อนอย่างไม่น่าเชื่อแม้จะมีบทช่วยสอนใน YouTube และคำแนะนำอันล้ำค่าจากคุณยายของฉันเพื่อจัดการกับการขาดทักษะการถักนิตติ้งของฉัน ฉันติดต่อเจ้าหน้าที่ที่โรงเรียนสอนศิลปะในบริเวณใกล้เคียง 

ซึ่งโชคดีที่มีเวิร์กช็อปเกี่ยวกับเครื่องถักด้วยมือและเครื่องทอผ้า ที่สำคัญกว่านั้น หัวหน้าเวิร์กช็อปตกลงที่จะสอนฉันถึงวิธีการถักทอที่สมบูรณ์แบบ ด้วยความรู้นี้ และเครื่องถักนิตติ้งมือสองที่ใช้ในบ้านอายุ 40 ปีที่เราซื้อให้ห้องแล็บ  ตอนนี้ฉันสามารถถักนิตติ้งที่ควรค่าแก่การทดลองได้แล้ว

เพื่อจัดการกับปัญหาที่สอง  ความซับซ้อนของการถัก เราได้ทำในสิ่งที่นักฟิสิกส์ทุกคนชอบทำ: เราทำให้ระบบง่ายขึ้นมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้เหลือเฉพาะพารามิเตอร์ที่จำเป็นเท่านั้น เรารู้ว่าสิ่งที่กำหนดรูปแบบการถักคือรูปแบบของจุดตัด เราจึงเริ่มด้วยการเลือกเส้นด้ายที่ง่ายที่สุดที่เราหาได้

นั่นคือสายเบ็ดไนลอน จากนั้นเราก็ทำการถักแบบหลวมๆ เพื่อไม่ให้ไหมพรมเสียรูปจนเกินไป แม้จะกล้าที่จะเป็นเสื้อผ้า แต่การถักที่ได้ (คล้ายกับในรูปที่ 1 ข ) เป็นระบบที่ยอดเยี่ยมสำหรับนักฟิสิกส์ที่จะเล่นด้วย หมายความว่าเราต้องคำนึงถึงปัจจัยเพียงไม่กี่อย่าง (ซึ่งอาจรวมถึงพารามิเตอร์ตัวเลขหลายตัว): 

ความยืดหยุ่นของเส้นด้าย โครงสร้างที่กำหนดโดยรูปแบบการพัวพัน และแรงเสียดทานระหว่างเส้นด้ายกับเส้นด้ายที่จุดตัดความยืดหยุ่นและการสั่นสะเทือนในที่สุดเราก็ได้ถักที่เราสามารถทำการทดลองได้ เพื่อประเมินการตอบสนองเชิงกลไก เราได้วัดแรงที่ต้องใช้ในการดึงเสื้อถักและถ่ายภาพ

การตอบสนองเชิงกล (รูปที่ 2) มีสองคุณสมบัติ หนึ่งยืดหยุ่นและอีกอันมีเสียงดัง องค์ประกอบยืดหยุ่นสามารถระบุได้เนื่องจากวิธีการทำซ้ำกับรอบการยืด ดังนั้นจึงสามารถคาดเดาได้ การตอบสนองที่มีเสียงดัง  ซึ่งทำให้ยางยืดบิดเบี้ยวโดยการรบกวนเล็กน้อย ไม่เหมือนกันในแต่ละรอบ ดังนั้นจึงต้องพิจารณาจากมุมมองทางสถิติ ด้วยการทำให้สิ่งต่าง ๆ ง่ายขึ้นด้วยวิธีนี้ เราจึงสามารถระบุตัวการของการตอบกลับ

credit: genericcialis-lowest-price.com TheCancerTreatmentsBlog.com artematicaproducciones.com BlogLeonardo.com NexusPheromones-Blog.com playbob.net WorldsLargestLivingLogo.com fathersday2014s.com impec-france.com worldofdekaron.com