Thanos: Ich werde dieses Universum zerstören! Physik: Nein, das können Sie nicht.

Geschrieben von Skin

Möchten Sie einen außergewöhnlichen Sportrekord aufstellen? Es stellt sich heraus, dass nicht nur Sportler, sondern jeder diesen Rekord aufstellen kann: Ein Fingerschnippen genügt!

Eine kürzlich von einem Team am Georgia Institute of Technology veröffentlichte Studie zeigt, dass wir beim Ausführen eines perfekten Fingerschnippens die höchste jemals im menschlichen Körper beobachtete Winkelbeschleunigung erzeugen – 1,6 Millionen °/s². Diese Geschwindigkeit ist sogar schneller als die Beschleunigung der Armrotation eines professionellen Baseball-Werfers.

„Die Menschheit schnippt schon seit 300 v. Chr. mit den Fingern, aber erst jetzt wird dies wissenschaftlich untersucht.“ | doi.org/10.1098/rsif.2021.0672

Bevor Sie einen Weltrekord aufstellen, müssen Sie möglicherweise das Prinzip des Fingerschnippens kennen, damit Sie Ihr eigenes „Geheimnis des Fingerschnippens“ entwickeln können.

Wenn wir mit den Fingern schnippen, werden Mittelfinger und Daumen zusammengedrückt, die beiden Finger üben Kraft in entgegengesetzte Richtungen aus und dann trifft der Mittelfinger auf den Muskel an der Daumenbasis. Zum Fingerschnippen sind allerdings mehr als nur Mittelfinger und Daumen erforderlich, und das „Schnipp“-Geräusch kommt nicht von nur zwei Fingern.

Bei der Schnappbewegung bilden der kleine Finger und der Ringfinger zusammen mit den anderen Fingern einen Resonanzraum, während der Mittelfinger und der Daumen eine Trompetenform bilden. Wenn der Mittelfinger auf den Muskel trifft, vibriert die Luft in der Höhle wiederholt und erzeugt einen Ton.

Wenn Sie also ein knackiges und lautes Schnippen ausführen möchten, müssen Sie zunächst Ihre Handhaltung anpassen, um sicherzustellen, dass zwischen Ihren Fingern ein Hohlraum entsteht. Ein weiteres „Geheimnis“ besteht darin, eine nahezu perfekte Reibung zwischen Daumen und Mittelfinger zu erreichen.

Die Geschichte beginnt mit einem Film. Als zwei Studenten des Georgia Institute of Technology „Avengers: Infinity War“ sahen, wurden sie plötzlich neugierig auf die Szene, in der „Thanos mit den Fingern schnippt“. Im Film verschwindet die Hälfte allen Lebens auf der Welt, wenn Thanos mit einem Metallhandschuh bekleidet mit den Fingern schnippt.

Doch den Gesetzen der Physik zufolge kann Thanos nicht mit den Fingern schnippen.

Thanos: Ich habe die Edelsteine ​​bereits installiert und du erzählst mir das? | Giphy

Fingerschnippen ist ein Hochgeschwindigkeitssport. Tatsächlich sind es nicht nur Menschen, die das Geheimnis dieses Hochgeschwindigkeitssports gemeistert haben. Viele Organismen nutzen diesen Sport als Überlebensstrategie. Wenn beispielsweise die Blätter der Venusfliegenfalle stimuliert werden, schließen sie sich innerhalb von etwa 100 ms. Daher entwickelten die Forscher einen allgemeinen Rahmen für diese Bewegungen: Latch -Mediated Spring Actuation (LaMSA).

Bevor Sie mit den Fingern schnippen, drücken Sie Ihren Daumen fest auf Ihren Mittelfinger. Der Mittelfinger ist wie die Feder auf dem Bild. Es speichert beim Drücken viel elastische potentielle Energie. Wenn die Feder plötzlich losgelassen wird, wird gemäß dem Theorem der kinetischen Energie die im Mittelfinger angesammelte elastische potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt und der Mittelfinger springt schneller zurück.

Das „Feder- und Riegel“-Gerüst zum Fingerschnippen. Der Mittelfinger ist wie eine Feder. | doi.org/10.1098/rsif.2021.0672

Wenn die Mittelfinger-„Feder“ das Gleichgewicht erreicht, erreicht sie ihre Höchstgeschwindigkeit. Die Forscher nutzten Hochgeschwindigkeitsbilder mit 4082 Bildern pro Sekunde, um die Bewegung schnippender Finger festzuhalten. Sie fanden heraus, dass das Fingerschnippen nur 7 ms dauert. Mit anderen Worten: Es ist mehr als 20-mal schneller als die Zeit, die ein Augenzwinkern benötigt (150 ms).

Durch dieses Fingerschnippen wurde innerhalb von 7ms eine maximale Rotationsgeschwindigkeit von 7800°/s und eine Rotationsbeschleunigung von 1,6 Millionen°/s² erreicht.

Darüber hinaus spielt beim LaMSA-System des Fingerschnippens die Reibung zwischen den Fingern eine entscheidende Rolle für die Geschwindigkeit des Fingerschnippens.

Um den Reibungskoeffizienten zwischen den Fingern zu kontrollieren, verwendeten die Forscher unterschiedliche Materialien. Um schwitzende Hände zu simulieren, zogen sie geschmierte Nitrilhandschuhe über ihre Finger. Zweitens wurden Latexhandschuhe verwendet, um einen höheren Reibungskoeffizienten zu simulieren. Um zu beweisen, dass Thanos nicht mit den Fingern schnippen kann, zogen die Forscher ihm natürlich auch Metallhandschuhe über die Finger.

Tragen Sie Gummihandschuhe und schnippen Sie mit den Fingern. | Georgia Tech

Die Daten zeigten, dass schwitzende Hände, wenn sie die Reibung verringern, auch die vor dem Fingerschnippen gespeicherte Energie reduzieren. Doch überraschenderweise verringerten die Gummihandschuhe, die die Reibung erhöhten, auch die Geschwindigkeit des Fingerschnippens erheblich, da eine hohe Reibung dazu führt, dass die gespeicherte Energie verloren geht.

Durch die metallischen Fingerhülsen verlieren die ursprünglich weichen Finger ihre komprimierbare Eigenschaft, wodurch die elastische Kraft der „Feder“ stark reduziert wird.

Für den perfekten Fingerschnippen ist genau das richtige Maß an Hautreibung und -kompression erforderlich. | Wiki

Wenn beim LaMSA-System des Fingerschnippens die Reibung zu gering ist, ist die im Frühstadium gespeicherte Energie geringer. Ist er jedoch zu groß, behindert er die Energiefreisetzung.

Kurz gesagt: Um einen perfekten Fingerschnippen auszuführen, müssen Reibung und Kompression zwischen den Fingern optimal sein. **Im „genau richtigen“ Reibungsbereich wird die maximale Kraft vor dem Fingerschnippen gespeichert und die Energiedissipation beim Fingerschnippen reduziert.

Wenn Sie also Ihre Haltung anpassen, aber immer noch nicht mit den Fingern schnippen können, können Sie sich auch gleich die Hände abwischen, damit Ihre Finger trocken und geschmeidig bleiben.

Die Bewegungsbahn des Mittelfingers beim Fingerschnippen. | doi.org/10.1098/rsif.2021.0672

Obwohl diese Forschung von Thanos inspiriert wurde, geht es um mehr. Das Modell in dieser Studie veranschaulicht nicht nur die wichtige Rolle der Reibung, sondern ermöglicht uns auch, andere Organismen und uns selbst zu verstehen.

Viele Insekten und Tiere verfügen nicht über genügend Muskelkraft, um ihre schnellen Bewegungen auszuführen. Sie waren jedoch in der Lage, elastische potentielle Energie zu akkumulieren und diese dann durch das oben erwähnte „Feder- und Riegel“-Modell in kinetische Energie umzuwandeln. Eine Ameise namens Mystrium camillae nutzte diese „Schnappfinger“-Technik , um Unterkieferbewegungen 5.000 Mal schneller auszuführen als durch Blinzeln, und stellte damit einen Weltrekord im Tierreich auf.

Unterkieferbewegungen der Camilla-Ameise. Obwohl es langsam aussieht, wurde dies mit 480.000 Bildern pro Sekunde aufgenommen. Tatsächlich ist es 5.000 Mal schneller als ein Wimpernschlag. | doi.org/10.6084/m9.figshare.7375436.v1

Diese Forschung liefert auch wichtige Referenzen für das Zukunftsfeld der bionischen Hände und Prothesen.

Aber wenn wir schon dabei sind: Abgesehen davon, dass es cool ist, als Begleitung dient und von Thanos dazu verwendet wird, die Welt zu zerstören, kann man mit dem Fingerschnippen auch wirklich wichtigere Dinge tun. Beispielsweise können blinde Menschen sich in unbekannten Umgebungen durch ein Fingerschnippen oder Zungenschnalzen orten und ihre Umgebung erkennen.

Im Zeitalter der Intelligenz nutzen Forscher das Fingerschnippen auch als einzigartige biometrische Funktion , die Passwörter und Fingerabdrücke zum Entsperren von Smartphones ersetzen kann. Voraussetzung ist allerdings, dass man zunächst die Technik des Fingerschnippens erlernt und ein geräuschvolles Schnippen hinbekommt.

Ihr Telefon mit einem Fingerschnippen entsperren? Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, dass wir nicht mit den Fingern schnippen werden? Pixabay

Physik rettet die Welt! Thanos: Ich *&%……%**((&

Cover-Quelle: doi.org/10.1098/rsif.2021.0672

Referenz: https://docs.qq.com/doc/DU3VIbld3SmVVS0x4

Quelle: Wissenschaft nach Hause bringen