Iedereen houdt van het spel van Jenga. Het is de perfecte combinatie van vaardigheid, natuurkunde en geluk. Een snelle opfriscursus op de regels: je begint met een stapel rechthoekige blokken, drie per niveau, zodat er in totaal 54 blokken zijn. Tijdens elke beurt van het spel, een mens (meestal wordt dit gespeeld met mensen) verwijdert een blok van ergens in de stack en zet het op de top. Het blok moet worden verwijderd en geplaatst op een manier die niet de hele zaak kantelen. Als je hem fooi geeft, verlies je hem. Dat is het spel. Het is briljant eenvoudig.
maar hoe zit het met de onmogelijke Jenga zet? Stel dat een Jenga-niveau slechts één blok bevat, omdat de andere twee zijn verwijderd. Kun je dat laatste blok weghalen? Echt niet. Als je dat doet, zullen alle niveaus boven het blok naar beneden vallen … toch?
dat dachten wij ook. Totdat we deze gif op Reddit zagen circuleren: de onmogelijke Jenga beweging, geperfectioneerd.
wat een mooi ding. Ja, Het is gewaagd, maar het is ook het resultaat van een aantal geweldige fysica. Dit is wat er gebeurt, en hoe je de wetenschap kunt gebruiken om Jenga te hacken.
ten eerste is er de Tweede Wet van Newton. Deze wet vertelt je de aard van krachten en beweging. Een netto kracht op een object zorgt ervoor dat het zijn snelheid verandert. Of misschien is het beter om te zeggen dat een netto kracht evenredig is met de versnelling van het object. Als vergelijking ziet het er als volgt uit:
het andere belangrijke idee is de aard van wrijving. Hoewel de wrijvingskracht vrij ingewikkeld is, is er een vrij eenvoudig model dat in veel gevallen werkt.
Dit zegt dat de grootte van de wrijvingskracht proportioneel is aan de kinetische wrijvingscoëfficiënt die afhankelijk is van de soorten materialen en de kracht die de twee oppervlakken samen duwt.
nu zijn we klaar om dat middelste blok uit de stack te pushen. Als we de versnelling van het object willen overwegen, moeten we eerst nadenken over de krachten op het object. In dit geval zijn er vijf interacties (vijf krachten). Deze krachten kunnen worden weergegeven door dit diagram:
de zwaartekracht (het gewicht) is de neerwaartse trekkracht als gevolg van een interactie met de aarde. Vervolgens zijn er de twee interacties met de oppervlakken. Zowel de stapel boven als onder het middelste blok duwen erop in een richting loodrecht op het oppervlak. Dit wordt een “normale” kracht genoemd, omdat normaal loodrecht betekent. Tenslotte is er de wrijvingskracht die naar achteren duwt.
dus wat maakt dit middelste blok zo moeilijk? Nou, aangezien er een blok op de top (of veel blokken), is er een extra neerwaartse duw kracht. Dit betekent dat het bodemoppervlak met een nog grotere magnitude omhoog moet duwen. Met een grotere normale kracht, is er een veel grotere wrijvingskracht. Er is ook een wrijvingskracht tussen het bovenste en het middelste blok. Je moet veel harder duwen om het blok te versnellen.
nu voor het echte probleem: het is niet alleen dat je harder moet duwen om dit blok te laten versnellen—het is dat met een wrijvingskracht tussen de twee blokken, er ook een wrijvingskracht is op het bovenste blok.
Ja, krachten zijn een interactie tussen twee dingen. Voor elke kracht is er een gelijke en tegengestelde kracht. Dat betekent dat er een horizontale kracht is op het bovenste blok, en deze kracht zorgt ervoor dat het blok versnelt. Als je niet voorzichtig bent, zal het versnellen recht uit de top van de stapel en tumble.
De miljoen-dollar vraag is dan, hoe doe je de onmogelijke zet? Je hebt twee trucs tot je beschikking. De eerste is de keer. Als je deze druk slechts een fractie van een seconde laat duren, dan heeft de wrijvingskracht op het bovenste blok niet genoeg tijd om het in beweging te krijgen. Koppel het met de grotere massa van het bovenste blok, en er is een goede kans dat het niet snel genoeg beweegt om om te vallen.
de tweede truc is aanzienlijk moeilijker, maar het is het proberen waard. Als je het middelste blok een beetje omhoog duwt, kun je de bovenste stapel een beetje omhoog bewegen. Dit zal de normale kracht tussen hen verminderen, evenals de wrijvingskracht.
vetgedrukt? Ervoor. Maar het zou kunnen werken. En als dat zo is, ben je een Jenga legende.
