alla älskar spelet Jenga. Det är den perfekta kombinationen av skicklighet, fysik och tur. En snabb uppdatering av reglerna: du börjar med en stapel Rektangulära block, tre per nivå, så att det finns 54 block totalt. Under varje spelomgång tar en människa (vanligtvis detta spelas med människor) bort ett block från någonstans i stapeln och lägger det på toppen. Blocket måste tas bort och placeras på ett sätt som inte tippar hela saken. Om du tipsar det, förlorar du det. Det är spelet. Det är briljant enkelt.
men hur är det med det omöjliga Jenga-flyttet? Antag att en Jenga-nivå bara har ett block i den, eftersom de andra två har tagits bort. Kan du ta bort det sista blocket? Fan heller. Om du gör det kommer alla nivåer ovanför blocket att falla ner … eller hur?
det är vad vi trodde också. Tills vi såg denna gif cirkulera på Reddit: the impossible Jenga move, perfected.
vad en sak av skönhet. Ja, det är ballsy, men det är också resultatet av en bra fysik. Här är vad som händer, och hur du kan använda vetenskapen för att hacka Jenga.
För det första finns det Newtons andra lag. Denna lag berättar om krafternas och rörelsens natur. En nätkraft på ett objekt gör att det ändrar sin hastighet. Eller kanske är det bättre att säga att en nettokraft är proportionell mot objektets acceleration. Som en ekvation ser det ut så här:
den andra viktiga ideen är friktionens natur. Även om friktionskraften faktiskt är ganska komplicerad, finns det en ganska enkel modell som fungerar i många fall.
detta säger friktionens storlek kraften är proportionell mot koefficienten för kinetisk friktion som beror på materialtyperna och kraften som trycker ihop de två ytorna.
Nu är vi redo att skjuta det mellersta blocket ur stacken. Om vi vill överväga objektets acceleration måste vi först tänka på krafterna på objektet. I detta fall finns det fem interaktioner (fem krafter). Dessa krafter kan representeras av detta diagram:
gravitationskraften (vikten) är den nedåtgående dragkraften på grund av en interaktion med jorden. Därefter finns det två interaktioner med ytorna. Både stapeln ovanför och under mittblocket trycker på den i en riktning vinkelrätt mot ytan. Detta kallas en” normal ” kraft, eftersom normal betyder vinkelrätt. Slutligen finns det den bakåtpressande friktionskraften.
Så vad gör det här mittblocket så svårt? Tja, eftersom det finns ett block på toppen (eller många block), finns det en extra nedåtgående tryckkraft. Detta innebär att bottenytan måste trycka upp med en ännu större storlek. Med en större normal kraft finns det en mycket större friktionskraft. Det finns också en friktionskraft mellan topp-och mittblocket. Du måste driva så mycket svårare att accelerera blocket.
nu för det verkliga problemet: det är inte bara att du måste trycka hårdare för att få det här blocket att accelerera—det är att med en friktionskraft mellan de två blocken finns det också en friktionskraft på det övre blocket.
Ja, krafter är en interaktion mellan två saker. För varje kraft finns det en lika och motsatt kraft. Det betyder att det finns en horisontell kraft på det övre blocket, och denna kraft får blocket att accelerera. Om du inte är försiktig, kommer det att accelerera direkt från toppen av stapeln och tumla.
frågan om miljoner dollar är då hur drar du av det omöjliga draget? Du har två knep till ditt förfogande. Den första är tiden. Om du gör det här trycket bara en bråkdel av en sekund, har friktionskraften på det övre blocket inte tillräckligt med tid för att få det att röra sig. Koppla det med den större massan av det övre blocket, och det finns en anständig chans att det inte rör sig tillräckligt snabbt för att välta över.
det andra tricket är betydligt svårare, men det är värt ett skott. Om du trycker mittblocket någonsin så lite upp, kan du flytta den övre stacken upp lite. Detta kommer att minska den normala kraften mellan dem, liksom friktionskraften.
fet drag? Säker. Men det kan bara fungera. Och om det gör det blir du en Jenga-legend.
