VIDEO: Istraživanje gdje je jaje najjače

Istraživači i studenti američkog tehnološkog instituta MIT-a, odlučili su znanstvenim metodama ustanoviti jesu li jaja čvršća na bokovima ili vrhovima, što je do sada bilo uvriježeno znanstveno tumačenje.

Eksperimenti istraživača otkrili su da je za razbijanje jajeta potrebna ista količina sile, bez obzira je li postavljeno vertikalno ili horizontalno, no pojavila se ključna razlika, horizontalno orijentirana jaja su se više komprimirala prije razbijanja.

Jedno od uvriježenih mišljenja je do sada bilo da je jaje najjače kada se pusti okomito, na rub. Ali kada su inženjeri MIT-a testirali ovu pretpostavku, otkrili su iznenađujuće otkriće.

Njihovi su eksperimenti otkrili da su jaja ispuštena na stranu, a ne na vrh, daleko otpornija, zahvaljujući pametnom fizikalnom triku. Bočno postavljena jaja savijaju se poput amortizera, žrtvujući krutost za superiorniju apsorpciju energije, kao što možete vidjeti u ovom videu.

Njihovi nalazi otvorenog pristupa, objavljeni u časopisu Nature Communications Physics, ukazuju da čak i "ukorijenjena" znanost može donijeti iznenađenja kada joj se pristupi s preciznošću i otvorenim umom.

Na prvi pogled, ljuska jajeta može se činiti krhkom, ali njezina čvrstoća je čudo fizike. Razbijte jaje na bok za jutarnji omlet i lako će se razbiti. Intuitivno vjerujemo da je jaja teže razbiti kada su postavljena okomito. Ova ideja dugo je bila temelj klasičnog "izazova pada jajeta", popularne znanstvene aktivnosti u STEM učionicama koja učenike upoznaje s fizikalnim konceptima udara, sile, kinetičke energije i inženjerskog dizajna.

"Svake godine pratimo znanstvenu literaturu i razgovaramo sa studentima o tome kako postaviti jaje kako bi se izbjeglo lomljenje pri udaru", kaže Tal Cohen, izvanredni profesor građevinarstva, okoliša i strojarstva. "Očekivali smo da ćemo potvrditi da je vertikalna strana čvršća na temelju onoga što smo pročitali na internetu, a ali kada smo pogledali podatke, bilo je stvarno nejasno."

Ono što je započelo kao ležerno istraživanje razvilo se u istraživački projekt. Kako bi rigorozno istražili čvrstoću obje orijentacije jaja, istraživači su proveli dvije vrste eksperimenata: statičke testove kompresije, koji su primjenjivali postupno rastuću silu za mjerenje krutosti i žilavosti; i dinamičke testove pada, kako bi kvantificirali vjerojatnost loma pri udaru.

Istraživači su otkrili da je za pokretanje pukotine u oba smjera bila potrebna ista količina sile. Međutim, primijetili su ključnu razliku u tome koliko se jaje stisnulo prije nego što se slomilo.

Koristeći mehaničko modeliranje i numeričke simulacije za validaciju rezultata svojih eksperimenata, istraživači su zaključili da, iako je sila za razbijanje jajeta bila konzistentna, horizontalna jaja apsorbirala su više energije. To je sugeriralo da bi u situacijama gdje je apsorpcija energije važna, poput pada, horizontalna orijentacija mogla biti otpornija. Zatim su proveli dinamičke testove pada kako bi vidjeli je li to istina u praksi.

Istraživači su osmislili postavku za ispuštanje pomoću solenoida i 3D printanih nosača, osiguravajući istovremeno otpuštanje i dosljednu orijentaciju jaja. Jaja su ispuštana s različitih visina kako bi se promatrali obrasci loma. Rezultat je bio jasan, horizontalna jaja su rjeđe pucala kada su ispuštena s iste visine.

Studija otkriva pogrešno shvaćanje u popularnoj znanosti o čvrstoći jajeta kada je izloženo udaru. Čak su i iskusni istraživači mehanike loma u početku pretpostavljali da će vertikalno orijentirana jaja biti jača.

"Naš rad je podsjetnik na vrijednost osporavanja uobičajenih pojmova i oslanjanja na empirijske dokaze, a ne na intuiciju", kaže Cohen.