https://frosthead.com

Želiš li napraviti snjegovića? Fizika može pomoći

Bez čarobnih ledenih moći princeze, izgradnja savršenog snježnog čovjeka može biti ozbiljan izazov. Često se naši napori pretvore u malo gnojne ili podmukle i brzo se tope u neprepoznatljive grudice. Ipak, izgradnja vlastitog Frosty-a ili Olafa ostaje najvažnija zimska zabava.

Povezani sadržaj

  • Kako se talas "Slurpee" formirao duž plaže Nantucket
  • Upotrijebite ovu kartu za praćenje snježnih padavina i zuba na društvenim medijima oko sjeveroistočnog viza

Mnogo YouTube videozapisa i web stranica za roditelje nude savjete o izgradnji snjegovića, a na internetu postoji toliko vodiča s uputama koliko postoji parodija "Let it Go". Netko je čak patentirao upute za izgradnju snjegovića / snježne žene 2011. godine. No, svi bi savjeti mogli biti ništavni ako nemate znanost na svojoj strani. Razumijevanje fizičkih svojstava snijega može vam pomoći otkriti je li vaše remek djelo uopće izvedivo, a načela slaganja tada mogu usmjeriti vaše napore.

Prvo, razgovarajmo o snijegu. „Snijeg može biti ili previše mokar ili previše suh“, ističe Dan Snowman, fizičar s Rhode Island Collegea u Providenceu. Znanstvenici zapravo klasificiraju snijeg na temelju njegovog sadržaja vlage - količine slobodne vode u odnosu na ledene kristale - da se ne brka s količinom vode koju bi snijeg proizveo ako se otopi. Snijeg dolazi u pet kategorija: suha (nula posto vode), vlažna (manje od 3 posto), mokra (3 do 8 posto), vrlo vlažna (8 do 15 posto) i blatnjava (više od 15 posto).

Prema toj mjeri, vlažni do vlažni snijeg idealan je za izgradnju snjegovića, rekao je Jordy Hendrikx, znanstvenik snijega na Državnom sveučilištu Montana. Suhi snijeg je poput rastresitog praha sa česticama koje se ne lijepe jako dobro, dok je talog previše tečan da bi održao oblik. "O besplatnoj vodi možete misliti kao na" ljepilo. " Potrebno vam je dovoljno za lijepljenje kristala, ali ne previše. U suprotnom se neće stvoriti čvrst snježni čovjek ", kaže Hendrikx.

Morfologija snježnog kristala Oblici snježnog kristala značajno se mijenjaju s temperaturom. (Kenneth Libbrecht / Na temelju eksperimenata U. Nakaya)

Temperatura okolnog zraka uglavnom određuje količinu vode u snijegu, kao i njegovu kristalnu strukturu. Vlažni i vlažni snjegovi padaju na oko 32 stupnja Fahrenheita. Daleko ispod temperature smrzavanja teže su snijeg jer više čestica vode smrzava se u kristale. Svježe padni vlažni ili vlažni kristali snijega obično se oblikuju poput klasičnih pahuljastih pahuljica, nazvanih dendriti, koji pružaju puno površine za vezivanje vodenim ljepilom. U hladnijim uvjetima dobivaju se ravni pločasti oblici s manjom površinom, što čini još teže oblikovanje suhog praha u snježne kuglice i snjegovića.

"Godine eksperimentiranja i istraživanja s mojom djecom otkrivaju ekvivalenciju snijeg-voda od oko 5: 1 daje snijegu idealnom za izgradnju savršenog snježnog čovjeka", kaže Snowman.

Pa kakva bi oluja stvorila ovu posebnu mješavinu vlažnog ili mokrog snijega? "Najbolje su oluje koje dolaze prilično toplo - za snijeg kakav je", kaže Hendrikx. To znači samo stupanj ili dva iznad ili ispod smrzavanja. Na američkoj istočnoj obali hladan, mokar Nor'easter - za razliku od oluje koja je ovaj tjedan pogodila Sjeveroistok - učinit će trik. Uvjeti polarnog vrtloga vjerojatnije će posuti suhi prah koji nudi meku, glatku vožnju idealnu za skijanje.

Nakon što se sirovina nalazi na zemlji, vrijeme je da odaberete površinu za izgradnju snjegovića. Ravno tlo je najbolje, ali asfalt apsorbira i zadržava toplinu od sunčeve svjetlosti, pa izbjegavajte kolnike. Ravno mjesto u blizini dna velikog brda moglo bi pružiti hladovinu i zaštititi vaše stvaranje od izravne topline sunca - iako se može pretvoriti u cilj kao sanke.

Kuglice su najbolji građevni blokovi za snjegovića. Tvorba snježnih kuglica i pakiranje snijega zajedno vrše pritisak na ledene kristale, tako da se neki tope tijekom gradnje. "Nakon otapanja, voda će se ponovno kristalizirati, povezujući zajedno snježnu kuglu", primjećuje Snowman.

Smrznuto slaganje (Animirani gif preko bloodydifficult.tumblr.com / Disney)

Kad je u pitanju slaganje, standardna struktura velike i srednje male je put kojim se izbjegava prevrtanje. "Održavanje snježnog središta mase nisko je najvažnije u izgradnji bilo kojeg snjegovića", kaže Snowman. Središte mase odnosi se na točku u bilo kojem predmetu u kojoj je koncentrirana njegova masa - ako biste mogli uravnotežiti snježnog čovjeka na prstu, držati ga u središtu mase zadržao bi ga stabilnim. Što se ta točka bliži tlu, manje je vjerojatnost da će vertikalni objekt pasti.

Gledajući izgradnju snjegovića kao način podučavanja osnovnih inženjerskih načela, studenti na Bluefield State Collegeu u Zapadnoj Virdžiniji sugeriraju da je optimalni omjer promjera snježnih kuglica 3: 2: 1 od dna prema vrhu. Taj omjer drži bazu dovoljne veličine za podupiranje kombinirane težine gornje dvije snježne kugle. Prema nekim računima, obrnuta gradnja snjegovića je izvediva, ali vjerojatno neodrživa. "To su otprilike toliko uobičajene kao Sasquatch viđenja", upozorava Snowman.

I nemojte graditi svoj gnusni snjegović preveliki jer može postojati gornja granica veličine sfera koja se odnosi na sadržaj vode u snijegu. "Kako snježna kugla raste, teže je izvršiti pritisak da se ona adekvatno spakuje", kaže Snowman. "Ovo potencijalno rezultira nestabilnom strukturom Frostyjevih dijelova tijela i može rezultirati katastrofalnim neuspjehom."

Osim stabilnosti, sfere mogu pomoći vašem snježnom čovjeku da postigne dugovječnost, jer oblici minimaliziraju površinu koja je izložena rastućim temperaturama i tako usporavaju topljenje. "To Frostyu pruža najbolju priliku da ostane miran i hladan", kaže Snowman. Nažalost, topljenje je neizbježno kako temperature rastu. Zahvaljujući Frozenu, svi znamo što se snjegovićima događa ljeti.

Želiš li napraviti snjegovića? Fizika može pomoći