MIT:n tutkijat kehittivät mittalaitteen taivuttamaan ja vääntämään pastaa. Oikella olevasta kellotaulusta voi lukea, montako astetta (0–360) pastaa on väännetty kieroon. Kuva: MIT
MIT:n tutkijat kehittivät mittalaitteen taivuttamaan ja vääntämään pastaa. Oikella olevasta kellotaulusta voi lukea, montako astetta (0–360) pastaa on väännetty kieroon. Kuva: MIT

Tutkijat onnistuivat katkaisemaan kuivan spagetin kahteen osaan, mikä ei ole niin helppoa kuin luulisi.

Jos sinulla on kaapissa kuivaa spagettia, kokeile tätä: Vedä yksi spagetti ulos pakkauksesta ja pidä siitä kiinni molemmista päistä. Anna sitten spagetin taipua, kunnes se hajoaa.

Moneenko osaan spagettisi hajosi?

Jos vastaus on kolmeen tai useampaan, olet hyvässä seurassa. Spagetti nimittäin ei käytännössä koskaan hajoa vain kahteen osaan.

Fysiikan nobelisti Richard Feynman (1918–1988) vietti aikoinaan pitkän illan taivuttamalla spagettia ja miettimällä teoreettista selitystä sille, miksi se kieltäytyi hajoamasta kiltisti vain kahteen palaan.

Vuonna 2004 ranskalaiset fyysikot Basile Audoly ja Sébastien Neukirch loivat teorian voimista, jotka vaikuttavat spagettia – tai mitä tahansa ohutta, pitkää ja haurasta keppiä – taivuttaessa.

He kiinnittivät spagetin yhdestä päästä tiukasti kiinni ja taivuttavat toista päätä lähelle murtumapistettä. Juuri ennen murtumapistettä he vapauttivat spagetin pään – ja taivutuspaineen höllettyä spagetti hajosi osiin.

Arkijärjen mukaan näin ei pitäisi käydä: kun painetta aiheuttava voima eli taivutus poistuu, spagetin kiinteyttä uhkaavien voimien pitäisi pienetä eikä suureta.

Audoly ja Neukirch kuitenkin havaitsivat, että spagetin pään vapautuessa siinä käynnistyy voimakas aaltoliike. Aaltoliikkeen vuoksi spagetti taipuu paikallisesti niin paljon, että taipuminen ylittää murtumapisteen rajan ja spagetti murtuu. Näin he todistivat, että spagetin sisäiset voimat voivat aiheuttaa murtumisen.

Samat sisäiset voimat vaikuttavat, kun spagettia taivuttaa niin, että se lopulta katkeaa keskeltä riittävän kaarevasta kohdasta. Murtuman jälkeen aallot vispaavat kahta vielä kaarevassa tilassa olevaa spagetinpalasta ja näin syntyy kohtia, joissa kaarevuus hetkellisesti on niin suuri, että spagetti katkeaa.

Yksi kysymys jäi ratkaisematta: voiko spagetti koskaan murtua vain kahteen palaseen.

Nyt yhdysvaltalaisen MIT-yliopiston tutkijat ovat ratkaisseet tämän kysymyksen: kyllä voi – jos spagettia samalla väännetään.

Tutkimus julkaistiin Pnas-lehdessä

MIT:n matemaatikot ja insinöörit rakensivat erityisen laitteen, jolla he saattoivat paitsi taivuttaa spagettia myös väännellä sitä akselinsa ympäri. Sitten he väänsivät ja taivuttivat satoja spagettitikkuja.

Ensin spagetti asetettiin paikalleen laitteeseen. Sitten sitä väännettiin akselinsa ympäri tietyn määrän. Tämän jälkeen laitteen päitä alettiin ajaa toisiaan kohti hyvin hitaasti, noin 3 millimetrin sekuntivauhtia. Spagetti taipui ja lopulta katkesi.

Näistä kokeista tutkijat huomasivat, että pienillä eli alle 100 asteen kierteillä spagetti yleensä katkesi kolmeen tai useampaan osaan.

Kun spagettiin oli väännetty kunnon kierre eli 250–360 astetta, se useimmiten katkesi taivuttaessa vain kahteen palaseen. Katkeaminen tapahtui myös merkittävästi aiemmin.

Spagetista saatu tieto voi olla hyödyksi monien hauraiden putkimaisten materiaalien kehittelyssä.

”Joka tapauksessa tämä oli hauska projekti, joka sai alkunsa kahden loistokkaan opiskelijan ideasta. Suoritettuaan kokeet kunnialla loppuun he tuskin haluavat hetkeen nähdä, pilkkoa tai syödä spagettia”, sanoo soveltavan MIT:n soveltavan matematiikan apulaisprofessori Jörn Dunkel, joka oli yksi artikkelin kirjoittajista.

salai
Seuraa 
Viestejä7564
Liittynyt17.3.2005

Spagettimysteeri ratkesi

lokki kirjoitti: Toimittajan kannattaisi tarkistaa mielikuvansa käsitteistä "vääntää" ja "kieroon". Vääntäminen on pitkänomaisen kappaleen päiden kiertämistä eri suuntiin, jolloin kappale vääntyy kieroon, eli loivalle kierteelle. Artikkelin kuvassa spagettia ei väännetä, vaan taivutetaan kaarevaksi, käyräksi, mutkalle tms. Kättäkään vääntäessä ei suinkaan kättä taivuteta, vaan olkavartta vääntämällä yritetään valmiiksi taivutettu kyynärvarsi vääntää vaakasuoraan. Pyykkiä kuivaksi vääntäessä...
Lue kommentti

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.