alle elsker spillet Jenga. Det er den perfekte kombination af dygtighed, fysik og held. En hurtig genopfriskning af reglerne: du starter med en stak Rektangulære Blokke, tre pr. Under hver tur i spillet, et menneske (normalt dette spilles med mennesker) fjerner en blok fra et sted i stakken og sætter det på toppen. Blokken skal fjernes og placeres på en måde, der ikke vælter det hele. Hvis du tip det, mister du det. Det er spillet. Det er glimrende simpelt.
men hvad med det umulige Jenga flytte? Antag, at et Jenga-niveau kun har en blok i det, da de to andre er blevet fjernet. Kan du fjerne den sidste blok? Fandeme Nej. Hvis du gør det, vil alle niveauer over blokken falde ned … ikke?
det var også det, vi troede. Indtil vi så denne gif cirkulere på Reddit: det umulige Jenga-træk, perfektioneret.
hvad en ting af skønhed. Ja, det er ballsy, men det er også resultatet af nogle store fysik. Her er hvad der sker, og hvordan du kan bruge videnskaben til at hacke Jenga.
for det første er der nyheds anden lov. Denne lov fortæller dig karakteren af kræfter og bevægelse. En netto kraft på et objekt gør det ændre sin hastighed. Eller måske er det bedre at sige, at en nettokraft er proportional med objektets acceleration. Som en ligning ser det sådan ud:
den anden vigtige ide er friktionens natur. Selvom friktionskraften faktisk er ret kompliceret, er der en ret simpel model, der virker i mange tilfælde.
Dette siger størrelsen af friktionen af den friktionsbaserede kraft er proportional med den kinetiske friktionskoefficient, der afhænger af materialetyperne og kraften, der skubber de to overflader sammen.
nu er vi klar til at skubbe den midterste blok ud af stakken. Hvis vi vil overveje objektets acceleration, skal vi først tænke på kræfterne på objektet. I dette tilfælde er der fem interaktioner (fem kræfter). Disse kræfter kan repræsenteres ved dette diagram:
tyngdekraften (vægten) er den nedadgående trækkraft på grund af en interaktion med jorden. Dernæst er der de to interaktioner med overfladerne. Både stakken over og under den midterste blok skubber den i en retning vinkelret på overfladen. Dette kaldes en” normal ” kraft, da normal betyder vinkelret. Endelig er der den baglæns skubbe friktionskraft.
så hvad gør denne midterste blok så vanskelig? Nå, da der er en blok på toppen (eller mange blokke), er der en ekstra nedadgående trykkraft. Det betyder, at bundfladen skal skubbe op med en endnu større størrelse. Med en større normal kraft er der en meget større friktionskraft. Der er også en friktionskraft mellem den øverste og midterste blok. Du er nødt til at skubbe så meget hårdere for at accelerere blokken.
nu for det virkelige problem: det er ikke kun, at du skal skubbe hårdere for at få denne blok til at accelerere—det er det med en friktionskraft mellem de to blokke, der er også en friktionskraft på den øverste blok.
Ja, kræfter er en interaktion mellem to ting. For hver kraft er der en lige og modsat kraft. Det betyder, at der er en vandret kraft på den øverste blok, og denne kraft får blokken til at accelerere. Hvis du ikke er forsigtig, vil den accelerere lige fra toppen af stakken og tumle.
spørgsmålet om millioner dollars er så, hvordan trækker du det umulige træk ud? Du har to tricks til din rådighed. Den første er tid. Hvis du får dette skub til at vare kun en brøkdel af et sekund, har friktionskraften på den øverste blok ikke tid nok til at få den til at bevæge sig. Par det med den større masse af den øverste blok, og der er en anstændig chance for, at den ikke bevæger sig hurtigt nok til at vælte.
det andet trick er betydeligt vanskeligere, men det er et skud værd. Hvis du skubber den midterste blok nogensinde så lidt op, kan du flytte den øverste stak lidt op. Dette vil reducere den normale kraft mellem dem såvel som friktionskraften.
fed bevægelse? Sikker. Men det kan bare fungere. Og hvis det gør det, vil du være en Jenga-legende.
