[轉貼]拆信的物理

godzilla

科學家從拆信的過程中，得到解釋冰原鋸齒狀破裂邊緣的靈感。

為什麼用手指拆信時，無法像使用拆信刀開出平直的裂口呢？兩位英國劍橋大學的物理學家，使用圓柱細棒撕開一般用於包裝C D盒外的塑膠紙進行實驗來回答這個問題。實驗中，除了改變細棒直徑、塑膠紙厚度外，並控制細棒通過塑膠紙的速率。

科學家發現，直徑小的（相對於紙厚度而言）細棒開出的裂痕又直又順；直徑大的，開出鋸齒狀的裂口。這規律的裂痕還可以用數學的擺線（cycloid）來描述。而此鋸齒形狀來自於兩階段不斷重複出現的撕裂過程：首先，當細棒開出裂縫後，破裂尖端的前進速率會略快於細棒，但少了細棒推進時產生的應力支持，破裂隨即減速而被細棒追上。接著，細棒直接壓迫紙張使紙面彎曲，破裂尖端轉往垂直細棒移動的方向，直到舒緩紙面彎曲帶來的應力。至此，破裂尖端又重新回到第一階段-與細棒同方向的移動。　　　　　　　　　　　　　　

類似的破裂過程可能在極地區域發生：觀察發現，在極地冰原邊緣的裂口也是鋸齒形狀，可能是冰原受到風或洋流的推動，與冰山碰撞後產生的裂痕。雖然目前並沒有目擊觀測可以證實這個說法，然而不妨拿出一張紙、一枝筆親自來檢驗這個有趣的過程。