Everyone loves the game of Jenga. Se on täydellinen yhdistelmä taitoa, fysiikkaa ja onnea. Nopea kertaus säännöistä: aloitat pinosta Suorakulmaisia palikoita, kolme per taso siten, että palikoita on yhteensä 54. Jokaisen kierroksen aikana ihminen (yleensä tätä pelataan ihmisillä) poistaa palikan jostain pinosta ja laittaa sen päälle. Lohko on poistettava ja sijoitettava tavalla, joka ei kaada koko asiaa. Jos kaadat sen, menetät sen. Se on pelin henki. Se on nerokkaan yksinkertaista.
mutta entä mahdoton Jenga-siirto? Oletetaan, että Jengan tasolla on vain yksi lohko, sillä kaksi muuta on poistettu. Voitko ottaa pois viimeisen korttelin? Ei helvetissä. Jos teet sen, kaikki korttelin yläpuoliset tasot putoavat alas, eikö niin?
niin mekin ajattelimme. Kunnes näimme tämän gif-kuvan leviävän Redditissä: the impossible Jenga move, perfected.
mikä kaunotar. Se on rohkeaa, mutta se on myös hienon fysiikan tulos. Tässä on mitä tapahtuu, ja miten voit käyttää tiedettä hakkeroida Jenga.
ensin on Newtonin toinen laki. Laki kertoo voimien ja liikkeen luonteen. Kappaleeseen kohdistuva nettovoima saa sen muuttamaan nopeuttaan. Tai ehkä on parempi sanoa, että nettovoima on verrannollinen kappaleen kiihtyvyyteen. Yhtälönä se näyttää tältä:
Rhett Allain
toinen tärkeä ajatus on kitkan luonne. Vaikka kitkavoima on itse asiassa melko monimutkainen, on olemassa melko yksinkertainen malli, joka toimii monissa tapauksissa.
Tämä kertoo kitkan suuruuden voima on verrannollinen kineettiseen kitkakertoimeen, joka riippuu materiaalityypeistä ja kahta pintaa yhteen työntävästä voimasta.
nyt ollaan valmiita työntämään se keskimmäinen lohko pois pinosta. Jos haluamme tarkastella kappaleen kiihtyvyyttä, meidän on ensin mietittävä kappaleeseen kohdistuvia voimia. Tällöin vuorovaikutuksia on viisi (viisi voimaa). Nämä voimat voidaan esittää tällä kaaviolla:
Rhett Allain
painovoima (paino) on maan kanssa vuorovaikutuksesta johtuva alaspäin vetävä voima. Seuraavaksi on kaksi vuorovaikutusta pintojen kanssa. Sekä pino ylä-ja alapuolella keskimmäinen lohko työntää sitä suuntaan kohtisuorassa pintaan. Tätä kutsutaan” normaaliksi ” voimaksi, koska normaali tarkoittaa kohtisuoraa. Lopuksi on taaksepäin työntyvä kitkavoima.
mikä tekee tästä keskimmäisestä lohkosta niin vaikean? No, koska päällä on lohko (tai monta lohkoa), on ylimääräinen alaspäin työntävä voima. Tämä tarkoittaa sitä, että alapinnan täytyy ponnistaa ylöspäin vielä suuremmalla magnitudilla. Suuremmalla normaalivoimalla on paljon suurempi kitkavoima. Ylä-ja keskilohkon välillä on myös kitkavoima. Blokin nopeuttamiseksi pitää painaa niin paljon kovempaa.
nyt todellinen ongelma: ei ole vain se, että sinun täytyy työntää kovemmin saada tämä lohko kiihtymään—se on, että kitkavoima kahden lohkojen välillä, on myös kitkavoima ylimmässä lohkossa.
Kyllä, voimat ovat kahden asian välistä vuorovaikutusta. Jokaiselle voimalle on olemassa yhtä suuri ja vastakkainen voima. Se tarkoittaa, että ylimmässä lohkossa on vaakasuora voima, joka saa lohkon kiihtymään. Jos et ole varovainen, se kiihtyy heti pinon päältä ja kaatuu.
miljoonakysymys siis kuuluu, miten mahdottomasta liikkeestä selvitään? Sinulla on käytössäsi kaksi temppua. Ensimmäinen on aika. Jos tämä työntö kestää vain sekunnin murto-osan, ylälohkon kitkavoima ei ehdi saada sitä liikkeelle. Kun sen yhdistää ylemmän lohkon isompaan massaan, on mahdollista, ettei se liiku tarpeeksi nopeasti kaatuakseen.
toinen temppu on huomattavasti vaikeampi, mutta se on yrittämisen arvoinen. Jos työnnät keskimmäistä palikkaa edes vähän ylöspäin, voit siirtää ylempää pinoa hieman ylöspäin. Tämä vähentää niiden välistä normaalia voimaa sekä kitkavoimaa.
rohkea siirto? Toki. Mutta se voisi toimia. Jos niin käy, sinusta tulee Jengalegenda.
