fot. domena publiczna
Kiedy meteoryt (lub rakieta) uderzy w ziemię z dużą prędkością, to z łatwością dokonuje sporych zniszczeń na jej powierzchni – najczęściej objawiają się one w formie krateru. Lecz co właściwie dzieje się pod jej powierzchnią w trakcie takiego zderzenia? Nowe badania – prowadzone przez fizyków ze Stanów Zjednoczonych – sugerują że materiały, takie jak ziemia czy piasek, tym bardziej się umacniają, im mocniej coś w nie uderzy.
Badania opublikowane na łamach dziennika naukowego „Physical Review Letters” rzucają zupełnie nowe światło na to, jak ziemia reaguje na mocne uderzenia. Badania te mogą być odpowiedzią na niepowodzenia prób stworzenia skutecznych rakiet penetrujących ziemię pod jej powierzchnią. Badaniom przewodził Abram Clark – inżynier mechaniki na Uniwesytece w Yale.
Kiedy coś uderzy w ziemię z bardzo dużą prędkością, to energia która jest jej oddawana przemieszcza się tak szybko, że cząsteczki gleby nie mają dostatecznie dużo czasu, aby po prostu się przesunąć. Zamiast tego zbijają się ciasno, dając tym samym opór sile, która je odpycha. Wyobraźcie sobie, że próbujecie przepchnąć się przez zatłoczony pokój. Jeśli spróbujecie biec i utorować sobie drogę, to napotkacie większy opór, ponieważ ludzie nie zdążą się przesunąć, aby zrobić wam miejsce.
Aby zasymulować zderzenie naukowcy użyli metalowego pocisku o zaokrąglonej końcówce i spuścili ją z wysokości 2,3 m w niewielki dół z małymi koralikami – które miały odgrywać rolę piasku. W czasie uderzenia energia kinetyczna upadającego pocisku została przekazana do koralików i sprawiła, że pod powierzchnią zbiły się znacznie ciaśniej, dając tym samym opór i wchłaniając całą siłę uderzenia. Aby odpowiednio przedstawić skutki całego eksperymentu naukowcy użyli specjalnych plastikowych koralików, które inaczej przewodzą światło, gdy są skompresowane.
fot. http://wiedzoholik.p...-was-zaskoczyc/
Metalowy pocisk upadł na koraliki z prędkością 6 metrów na sekundę (22 kilometrów na godzinę), jednak zespół badaczy był w stanie sztucznie „zwiększyć” prędkość owego pocisku do 1000 kilometrów na godzinę, a to wszystko dzięki użyciu koralików o różnym stopniu twardości. Naukowcy nagrali cały eksperyment w zwolnionym tempie i okazało się, że uderzenie wywoływało wytworzenie się różnych wzorów pod powierzchnią koralików, w zależności od zasymulowanej prędkości uderzenia.
Przy niskich prędkościach, uderzenie nie sięgało zbyt głęboko, lecz gdy użyto już wyższych prędkości, to można było wyraźnie zaobserwować znacznie głębsze odznaczenia. Dopiero przy ekstremalnie wysokich prędkościach siła działająca na ziemię, faktycznie znacznie ją wzmacniała, tworząc mocną warstwę nie do ruszenia. Same badania zostały ufundowane przez armię Stanów Zjednoczonych, a ich wyniki posłużą do opracowania lepszego systemu rakiet penetrujących ziemię pod jej powierzchnią.
