Jeder liebt das Spiel von Jenga. Es ist die perfekte Kombination aus Geschicklichkeit, Physik und Glück. Eine kurze Auffrischung der Regeln: Sie beginnen mit einem Stapel rechteckiger Blöcke, drei pro Ebene, sodass insgesamt 54 Blöcke vorhanden sind. Während jeder Spielrunde entfernt ein Mensch (normalerweise wird dies mit Menschen gespielt) einen Block von irgendwo im Stapel und legt ihn oben ab. Der Block muss entfernt und so platziert werden, dass das Ganze nicht umkippt. Wenn Sie es kippen, verlieren Sie es. Das ist das Spiel. Es ist genial einfach.
Aber was ist mit der unmöglichen Jenga-Bewegung? Angenommen, eine Jenga-Ebene enthält nur einen Block, da die anderen beiden entfernt wurden. Kannst du den letzten Block wegnehmen? Hölle nein. Wenn Sie das tun, werden alle Ebenen über dem Block fallen … richtig?
Das haben wir uns auch gedacht. Bis wir dieses Gif auf Reddit zirkulieren sahen: der unmögliche Jenga-Zug, perfektioniert.
Was für eine Schönheit. Ja, es ist ballsy, aber es ist auch das Ergebnis einer großartigen Physik. Hier ist, was passiert und wie Sie die Wissenschaft nutzen können, um Jenga zu hacken.
Erstens gibt es Newtons zweites Gesetz. Dieses Gesetz sagt dir die Natur von Kräften und Bewegung. Eine Nettokraft auf ein Objekt bewirkt, dass es seine Geschwindigkeit ändert. Oder vielleicht ist es besser zu sagen, dass eine Nettokraft proportional zur Beschleunigung des Objekts ist. Als Gleichung sieht es so aus:
Die andere wichtige Idee ist die Art der Reibung. Obwohl die Reibungskraft eigentlich ziemlich kompliziert ist, gibt es ein ziemlich einfaches Modell, das in vielen Fällen funktioniert.
Dies besagt, dass die Größe der Reibungskraft proportional zu dem kinetischen Reibungskoeffizienten ist, der von den Typen abhängt der Materialien und der Kraft, die die zwei Oberflächen zusammen drückt.
Jetzt sind wir bereit, den mittleren Block aus dem Stapel zu schieben. Wenn wir die Beschleunigung des Objekts betrachten wollen, müssen wir zuerst über die Kräfte auf das Objekt nachdenken. In diesem Fall gibt es fünf Wechselwirkungen (fünf Kräfte). Diese Kräfte können durch dieses Diagramm dargestellt werden:
Die Gravitationskraft (das Gewicht) ist die nach unten ziehende Kraft aufgrund einer Wechselwirkung mit der Erde. Als nächstes gibt es die beiden Wechselwirkungen mit den Oberflächen. Sowohl der Stapel oberhalb als auch unterhalb des Mittelblocks drücken in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche darauf. Dies wird als „normale“ Kraft bezeichnet, da normal senkrecht bedeutet. Schließlich gibt es die rückwärts drückende Reibungskraft.
Was macht diesen Mittelblock so schwierig? Nun, da sich oben ein Block befindet (oder viele Blöcke), gibt es eine zusätzliche Druckkraft nach unten. Dies bedeutet, dass die Bodenfläche mit einer noch größeren Größe nach oben drücken muss. Mit einer größeren Normalkraft gibt es eine viel größere Reibungskraft. Es gibt auch eine Reibungskraft zwischen dem oberen und mittleren Block. Sie müssen so viel härter drücken, um den Block zu beschleunigen.
Nun zum eigentlichen Problem: Es ist nicht nur so, dass man härter drücken muss, um diesen Block zum Beschleunigen zu bringen — es ist so, dass mit einer Reibungskraft zwischen den beiden Blöcken auch eine Reibungskraft auf den oberen Block wirkt.
Ja, Kräfte sind eine Wechselwirkung zwischen zwei Dingen. Für jede Kraft gibt es eine gleiche und entgegengesetzte Kraft. Das heißt, es gibt eine horizontale Kraft auf den oberen Block, und diese Kraft bewirkt, dass der Block beschleunigt. Wenn Sie nicht vorsichtig sind, beschleunigt es direkt von der Oberseite des Stapels und stürzt.
Die Millionen-Dollar-Frage lautet also: Wie schaffen Sie den unmöglichen Schritt? Sie haben zwei Tricks zur Verfügung. Das erste ist Zeit. Wenn Sie diesen Stoß nur einen Bruchteil einer Sekunde dauern lassen, hat die Reibungskraft auf den oberen Block nicht genug Zeit, um ihn in Bewegung zu bringen. Koppeln Sie es mit der größeren Masse des oberen Blocks, und es besteht eine gute Chance, dass es sich nicht schnell genug bewegt, um umzukippen.
Der zweite Trick ist wesentlich schwieriger, aber es ist einen Versuch wert. Wenn Sie den mittleren Block noch so leicht nach oben schieben, können Sie den oberen Stapel ein wenig nach oben bewegen. Dies verringert die Normalkraft zwischen ihnen sowie die Reibungskraft.
Mutiger Schritt? Sicher. Aber es könnte einfach funktionieren. Und wenn doch, wirst du eine Jenga-Legende sein.
