Hukum baru, yang memprediksi bagaimana objek terfragmentasi, menggambarkan struktur tak kasat mata yang memastikan keseimbangan keseluruhan fragmen tetap terjaga, bahkan ketika sebuah objek pecah. Undang-undang ini berlaku untuk berbagai jenis benda – mulai dari botol kaca hingga gelembung sabun.
Fragmentasi, yaitu cara benda terpecah menjadi beberapa bagian, telah lama membuat para ilmuwan terpesona.
Para peneliti telah mengamati bahwa ketika suatu benda pecah, ia cenderung terbentuk pecahan dengan berbagai ukurandan distribusi ukuran ini sering kali mengikuti a pola yang konsistenterlepas dari materi yang dimaksud.
Berdasarkan pemahaman tersebut, Emmanuel Villermaux, peneliti di Universitas Aix-Marseille, di Perancis, merumuskan sebuah undang-undang sederhana dan elegan yang menggambarkan bagaimana benda pecah.
Pendekatannya berlaku untuk a keragaman kasus yang besartermasuk padatan rapuh, tetesan cairan, dan gelembung yang meledak. Dengan memberikan kerangka acuan yang terpadu, undang-undang ini membantu menjelaskan hal tersebut prinsip-prinsip yang mendasarinya pada cara materi dipecah-pecah dalam konteks yang berbeda.
Villermaux memulai dengan menganalisis kelainan ekstrem dibuat selama peristiwa fragmentasi. Dia mengusulkan bahwa, dalam banyak kasus, hasilnya tentu saja adalah konfigurasi yang paling kacau dan tidak teratur – sebuah prinsip yang dia sebut keacakan maksimumartinya, alam mengikuti jalur yang paling sedikit perlawanannya.
Namun, Villermaux menyadari bahwa peristiwa kacau pun memiliki batasan fisik. Untuk mempertimbangkan hal ini, a Hukum Konservasi sebelumnya ditemukan oleh timnya, memastikan bahwa fragmentasi tersebut terlihat acak juga mematuhi batasan fisik yang dapat diprediksi.
Hukum bekerja seperti struktur yang tidak terlihatmemastikan keseimbangan keseluruhan fragmen – mis. berapa banyak yang besar versus kecil – tetap sama, meskipun suatu benda pecah.
Untuk mengembangkan Anda Hukum Fragmentasi Universalyang disajikan dalam a artikel diterbitkan minggu lalu di Surat Tinjauan FisikVillermaux menggabungkan prinsip keacakan maksimum dengan hukum kekekalan.
Metode ini memungkinkan distribusi ukuran fragmen yang dapat diprediksi muncul secara alami, memberikan penjelasan terpadu tentang bagaimana material terfragmentasi dalam konteks yang paling beragam, mulai dari padatan rapuh hingga tetesan cairan dan gelembung yang meledak, jelasnya. Phys.org.
Dengan menggabungkan kedua prinsip tersebut, Villermaux mampu melakukannya memprediksi secara matematis standar universal untuk ukuran fragmen. Model Anda sudah dekat persetujuan dengan data puluhan tahun eksperimental, mencakup berbagai bahan, dari padatan rapuh hingga cairan.
Hasilnya menunjukkan bahwa, meskipun terdapat kekacauan akibat fragmentasiadalah hukum fisika yang mendasarinya menentukan pembentukan fragmenmenciptakan distribusi yang dapat diprediksi di berbagai jenis objek.
Untuk memvalidasi teorinya, Villermaux melakukan a pengalaman kreatifhancurkan gula batu satu per satu. Diprediksi secara akurat ukuran fragmen yang dihasilkan, menunjukkan bahwa pola patahan mencerminkan bentuk tiga dimensi kubus dengan tepat.
Baginya universal Namun, hal itu ada batasnya: berfungsi paling baik saat objek pecah secara acak dan kacaua, seperti ketika gelas jatuh ke lantai dan pecah. Di sisi lain, kurang akurat untuk bahan yang sangat lunakseperti plastik tertentu, yang cenderung berubah bentuk daripada terfragmentasi.
Selain itu, undang-undang tidak dapat memperkirakan adanya fragmentasi ketika proses tersebut terjadi sangat dipesanseperti yang terjadi ketika tetesan air terbagi menjadi tetesan-tetesan seragam akibat tegangan permukaan.
Pengecualian ini menunjukkan bahwa, meskipun undang-undang tersebut menjelaskan banyak fenomena fragmentasi alam, bahan dan kondisi tertentu mengikuti aturan yang berbeda.
