Новое объяснение скользкого льда

17.09.2025

Каждому с детства знакомо ощущение неустойчивости на льду. Нам десятилетиями внушали, что причина скольжения проста: под давлением обуви или коньков верхний слой льда слегка подтаивает, образуя тонкую водную пленку. Однако современные исследования показывают, что эта версия слишком упрощает реальную картину.

Физики из Саарского университета поставили под сомнение традиционное объяснение и предложили совершенно иной механизм. По их мнению, скользкость льда определяется не давлением и не теплом от подошвы, а тонкими взаимодействиями молекулярных диполей, которые возникают на границе соприкосновения льда и обуви.

Профессор Мартин Мюзер применил компьютерное моделирование, чтобы проследить, как именно нарушается кристаллическая решетка льда. Его расчеты показали, что дипольные взаимодействия расстраивают упорядоченное расположение молекул воды и превращают часть поверхности в аморфный слой, ведущий себя как жидкость. Именно по этому нестабильному слою и происходит скольжение.

Чтобы лучше понять открытие, стоит вспомнить, что лед состоит из молекул воды, выстроенных в жесткую решетку. Когда подошва ботинка касается этой поверхности, диполи материала обуви взаимодействуют с диполями молекул на льду, создавая состояние, которое физики называют "фрустрированным". В такой конфигурации кристаллический порядок нарушается, и в результате образуется тонкая жидкая прослойка.

Интересно, что подобные результаты опровергают одно из давних утверждений Джеймса Томпсона, брата знаменитого лорда Кельвина. Почти два века назад он выдвинул гипотезу, что лед скользит из-за давления и трения. Сегодня становится ясно: эти факторы не играют ключевой роли.

Не менее важно и то, что новые данные пересматривают взгляд на катание при экстремальном морозе. Считалось, что при температурах ниже -40 °C жидкий слой не формируется, и скольжение становится невозможным. Но расчеты показали: дипольные силы действуют даже в таких условиях, только образующийся слой становится вязким, напоминающим по консистенции мед, и потому плохо подходит для движения на лыжах или коньках.

По словам Мартина Мюзера, подобное понимание имеет значение не только для фундаментальной науки, но и для практики. Речь идет о разработке спортивного инвентаря, обуви с улучшенными противоскользящими свойствами и оценке рисков при передвижении по льду. Таким образом, старый миф о таянии под давлением уступает место более сложному и точному объяснению, которое объединяет молекулярную физику и повседневный опыт человека.

<< Назад: Лазерные телевизоры Hisense Xplorer X1 Ultra 18.09.2025

>> Вперед: Мышка-напальчник Finger Maus 17.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Мобильная рабочая станция Eurocom Racer 3W 14.10.2013 Компания Eurocom анонсировала мобильную рабочую станцию Racer 3W, оборудованную 15,6-дюймовым экраном формата Full HD (1920х1080 точек). В качестве аппаратной основы выбрана платформа Intel Haswell. Ноутбук оснащён материнской платой на чипсете Intel HM87 и процессором Core четвёртого поколения (вплоть до 4-ядерной модели Core i7-4930MX Extreme Edition с частотой 3,0-3,9 ГГц). Объём оперативной памяти DDR3-1600 достигает 32 Гбайт. Для Racer 3W предлагается широкий выбор профессиональных графических ускорителей NVIDIA Quadro: максимальная конфигурация включает карту K5100M с 8 Гбайт памяти. В общей сложности в ноутбук можно установить четыре накопителя: два модуля mSATA, а также два жёстких или твердотельных диска, один из которых займёт отсек для оптического привода. Мобильная рабочая станция наделена 2-мегапиксельной веб-камерой, стереофоническими динамиками ONKYO и сабвуфером, кардридером, интерфейсами DisplayPort 1.2, HDMI, Mini Display 1.2, eSATA/USB 3.0, тремя портами USB 3.0, разъёмами USB 2.0 и S/PDIF. Компьютер весит 3,3 кг, его размеры - 375x268x22-45 мм.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026