pátek 22. dubna 2011

Eggsperiments

Velikonoce se blíží a ani vědecká komunita není vůči těmto svátkům imunní. Projevem vtipu a invence jednoho z týmů z University of Nottingham byly "eggsperiments". Při této univerzitě funguje Institut biomechaniky, v jejímž čele stojí Donal McNally, jenž je hlavním představitelem "pilotního" videa popisujícího celou řadu pokusů, které se tamní tým rozhodl při příležitosti nadcházejících svátků uskutečnit. V hlavní roli však v Centru magnetické resonance sira Petera Mansfielda, kde se konaly některé z pokusů a pozorování, vystupuje Cadbury Creme Egg, které pošlo celou řadou zátěžových testů (no dobrá, nebylo zdaleka jen jedno). V biomechanické laboratoři pak McNally s dalšími kolegy slavná čokoládová vajíčka podrobil nárazovým a tlakovým testům, přičemž právě McNally z této legrácky (v aj. se používá termín "Easter-egg" např. pro různé odkazy, narážky či zlomyslnosti tvůrců v případě PC her) vytvořil výstup v podobě tohoto grafu.
V případě vajíčka Cadbury se zátěž a energie sbíhají až u hodnoty 50 milimetrů výtlaku (a deformaci), přičemž kritická hranice byla kolem 0.3 J, kdy došlo k prvnímu poškození struktury (čokoládový obal vajíčka). Zajímavé je, že kynetická energie této hodnoty vyvinutá k iniciačnímu narušení vajíčka byla 2.4 milionkrát menší než je chemická energie samotného vajíčka (712,000 J).


Vrhaná, krájená, tlučená a jinak "rozšmelcovaná" vajíčka si můžete prohlédnout na celé řadě videí na stránkách Sixty Symbols. Na úvod doporučuji video s magnetickou rezonancí a následně hned v pořadí první zařazený s celou řadou "Crash testů". U tohoto videa je asi nejzajímavější poslední (opakovaný) test, kdy při rychlosti a nárazu 30krát větším než je gravitační síla, čokoládovo-krémová mňamka utržila jen celkem drobnou prasklinu. Roli zde samozřejmě hrál čas, udělená energie a intenzita nárazu. Osobně mě zaujaly rozdíly v jednotlivých testech a především pak zátěžový test nazvaný Charpy Impact Test měřící množství absorbované energie látkou, která je předmětem tříštění či drcení.
McNally k výstupům konstatoval dva zajímavé poznatky:


"The kinetic energy of a 39g egg at 11ms-1 is 2.4J (the crash track test). The impact contact time is very short and the energy considerably smaller that that observed in the Charpy test. This is why the egg was hardly damaged. [...] The difference between chemical energy density and mechanical energy density is huge. A creme egg would have to be moving at more than 6000ms-1 (Mach 20) for its kinetic energy to match its chemical energy. This is why petrol (and creme eggs) make excellent fuel. Similarly, your Mini car would need to do 77mph to have the same kinetic energy as the chemical energy in a creme egg."


Parádní a vtipné je také video z loňských testů učiněných "ve jménu chemie". Pobavilo mě, když jsem si vzpomněl na obrázek dokreslující čokoládová zvířátka, jimiž se celá řada z nás (nejen) během Velikonoc cpe. Jak by asi dopadla? A ještě jsem si vzpomněl na něco, co by mohlo připomínat mou osobní zárodečnou formu eggsperimentování. Někdy v první nebo druhé třídě jsme plastové obaly, v nichž se nacházejí překvapení v Kinder vajíčkách, naplňovali vodou s kypřícím práškem do pečiva a aplikovali vlastní zátěžové testy: po řádném promíchání směsi uvnitř jsme je vrhali na zdi panelových domů. Heh, a pak, že vědě nerozumím:))


Veselé Velikonoce!


(h/t New Scientist)