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November 04 意大利面到底有多硬?最近做了一个无聊的实验: 家里有一些意大利面,想测测意大利面有多硬 。。。
首先拿了一根面,如图,平直放置:
接着,如果我在一端挂上一只笔,注意,面不会断 。。。而是成一条曲线,如图:
但究竟是什么曲线呢? 我们把这个照片进行图像处理,在matlab里面变成grayscale,然后设置threshold提取出曲线来,如图:
用matlab里面的拟合toolbox自然可以拟合出自己想要的曲线,不过根据理论计算,一个一端固定的cantilever,它的弯曲是和Young's Modulus成比例的,而且笔的重量和末端下降的距离是3次方关系! 所以可以拟合一个三次方曲线,系数正是Young's Modulus的正比,省略数据和推导,可以得到意大利面条的Young's Modulus是大约5G帕斯卡,就是说这个相当于,每平方米有5*10的9次方牛顿的力!这个数值是钢筋的30分之一 --- 意大利面条是很硬的!!! 千万不能生吃 。。。
不过煮熟的会多硬呢,请继续看下去:
我们将同样的面条放入一个锅内,如图,并且发现,只要保证水不开,面条永远保持是直的 :
但是只要水一开,面条自动卷曲成近乎圆形!如图,而且,沸腾的气泡只在面条的地方出现,说明面条不是热的良导体,局部温度高于水温。这个圆形的半径是5厘米,这通过放在锅旁边的笔测出的 (笔的黑色部分长度4厘米,再在图片中量出平均每个像素多少距离,可以测出圆形半径)。根据persistence length的定义,煮熟的面条的persistence length=5cm,这代表,如果一个蚂蚁这时候沿着面条走,走过5cm,蚂蚁就发现之后的路变得错综复杂,以至于回不到原来的起点 (经过5cm,面条变成random distribution)。如果我们盛一大碗面条,基本会发现,面条都纠缠在一起,5cm一个大弯。这个是很软的状态,便于食用。
就是这样。
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