Fisikawan Mengurai Prinsip Geometri Uliran Tali

Tinuku
(KeSimpulan) Benang, tali, kording ataupun kabel, semuanya memiliki prinsip dan cara mengkait yang sama. Para peneliti telah mengurai matematika, kuncinya terletak pada berapa kali dalam setiap helai tali diulir (dipelintir, putaran), demikian penjelasan Jakob Bohr dan Kasper Olsen, fisikawan dari Technical University of Denmark di Lyngby yang mempublikasikan makalahnya pada 6 April di arXiv.

Pada tali tradisional, setiap helai individu berputar sebanyak mungkin dalam satu arah. Alur berputar kemudian mengkait bersama dalam bentuk spiral yang disebut helix (biasanya mereka sendiri berputar dalam arah yang berlawanan). Saling mengulir dan uliran yang berlawanan memberikan kekuatan tali sehingga ketika ditarik akan menegang.

Dengan memplot panjang tali terhadap jumlah uliran di masing-masing untai, Bohr dan Olsen mencatat bahwa ada jumlah maksimum pada masing-masing untaian bisa diputar, menghasilkan apa yang mereka sebut dengan "zero-twist point" untuk tali keseluruhan. Tali yang baik selalu dalam konfigurasi nol-twist. Tali dengan tiga untaian pada konfigurasi nol-twist tercatat memiliki 68 persen dari panjang alur yang komponen dipilin.

Angka tersebut tetap sama tidak peduli apakah tali terbuat dari apa, "Jika anda memiliki tali dari Mesir kuno atau tali yang dibuat oleh industri petrokimia modern, mereka semua adalah sama. Ini bukan fisika material, ini adalah geometri," kata Bohr.

Henrik Flyvbjerg, fisikawan dari Technical University of Denmark, yang tidak terlibat dalam di tim penelitian tetapi akrab dengan bidang tersebut, setuju bahwa aturan dari titik nol-twist bersifat universal. "Jika ada kehidupan di planet lain dalam sistem solar, mereka juga harus membuat tali dengan mengikuti aturan yang sama," kata Flyvbjerg.

Studi ini juga menjelaskan mengapa para pembuat tali perlu umpan dalam alur pada sudut yang lebih tinggi dari struktur final nol-twist. Bohr mengatakan bahwa tegangan tarik tali secara otomatis akan menyesuaikan bagian baru yang ditambahkan ke konfigurasi nol-twist. Misalnya, alat pembuat tali abad pertengahan menggunakan kerucut kayu beralur feed strands dengan cara ini.

Bohr mengatakan karena produsen dan seni pertalian seiring berjalannya waktu semakin lama semakin sempurna, studi baru ini tidak menghasilkan apapun untuk cara yang lebih baik dalam membuat tali. Tetapi penelitian menjelaskan prinsip-prinsip fisika yang mendasari bagaimana dan mengapa tali secara fungsional dapat dibuat.

"Aturan kerajinan tangan dari jaman kuno mendapat penjelasan ilmiah dari penelitian ini," kata Piotr Pieranski, fisikawan dari University of Technology Poznan di Polandia yang tidak terlibat dalam studi.

Bohr dan Olsen berawal dari pertanyaan berkaitan dengan untaian yang berkelok-kelok melalui riset mereka mengenai perilaku DNA, molekul seperti tali. Dalam studi sebelumnya, mereka menunjukkan bahwa DNA tidak berusaha untuk melepas kekuatan ketika meregang, tapi melakukan "overwinding" dengan memutar lebih jauh ke arah yang sama seperti heliks yang berkelok-kelok. Dan yang membuat mereka berpikir tentang bagaimana kesatuan masing-masing tali dapat bersama-sama.
  1. Bohr, J. et al. and Olsen, K. (6 Apr 2010). The ancient art of laying rope. arxiv.org/abs/1004.0814. Accessed April 20, 2010
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment