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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива 100 км на одном литре топлива 25.07.2015 Два года назад концерн Volkswagen объявил о серийном выпуске "самого экономичного автомобиля в мире" - дизель-электрического двухместного VW XL1, способного пройти 100 км на одном литре или 240 миль на галлоне (если в американской системе измерения). Серия оказалась не очень большой, всего 250 машин, да и американскую систему измерения использовать не пришлось, т.к. автомобиль не соответствовал североамериканским нормам безопасности. Однако идея о сверхэкономичном автомобиле не знает границ. И вот в июне этого года группа канадских студентов выиграла одно из соревнований "Студенческого конструкторского чемпионата", построив машину, способную пройти 100 км на 0,11 л топлива, что по-американски будет 2098 миль на галлоне. Надо сказать, что это не первая победа канадских студентов. Их команда Alerion Supermileage стала чемпионом уже в пятый раз, причем предыдущие результаты были еще более впечатляющими - 2488 мили на галлон в 2010 г. и 2757 миль на галлон в 2009 г. Машина CT2.0 длиной 2,89 м, шириной 0,72 м и высотой 0,56 м представляла собой переработанную версию прошлого года. В ней остался тот же корпус-монокок из укрепленных углеродными волокнами полимеров, но сменилась начинка, как механическая, так и электронная. Ведущее колесо - заднее, впереди два колеса. Интересно, что при всех впечатляющих результатах канадские машины - отнюдь не абсолютные чемпионы. Пальма первенства принадлежит швейцарской машине PAC-Car II, созданной в Швейцарской высшей технической школе Цюриха в 2005 г. Ее расход топлива составлял 0,02 л на 100 км. Правда, она использовала в качестве топлива водород. Соревнования "Студенческого конструкторского чемпионата" проходят несколько раз в год под эгидой SAE International - глобальной ассоциации, объединяющей более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической отрасли и в сфере производства автомобилей и коммерческих транспортных средств. Ее задачей является совершенствование самоходных транспортных средств и повышение уровня системных знаний на благо общества.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025