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          研究人员直接测量“效应麦片”势力的第一次

          在这一发现使得在设计小型水生机器人有用的,研究人员测量了力量一起导致小物件到该集群的液体表面上 - “麦片效应”之称的现象

          普罗维登斯,R.I. [真人体育平台] - 有一个有趣的现象流体动力学,每天早上在数以百万计的谷物碗的发生。刚好有谷物的几个位悬空在牛奶的顶部,他们往往在中间或周围的碗的边缘聚集在一起,而不是在表面上分散。 

          现在,一个团队真人体育平台的研究人员已经开发出一种方法来衡量在此类型的集群相关的力。这是第一次,研究人员说,有实验去过这些部队在毫米波/厘米级的对象进行测量。和工作的意义远远超出了麦片碗 - 结果可能是有用的指导微型机械的自组装或在设计微型机器人操作和周围的水。 

          “已经有很多模型描述ESTA麦片的效果,但它的所有理论去过,说:”伊恩·豪,在布朗的本科生和纸描述作品的主要作者。 “尽管这是我们每天看到的东西,它是对于像自组装重要的是,没有人做过任何实验测量在这个尺度来验证这些模型。这就是我们在这里做是可以的。“

          Image of an experiment
          的吸引力人工麦片之间测得的定制设备。

          该研究成果发表在 物理评论快报。豪的合着者是朱塞佩·普奇,在布朗访问真人体育,和丹尼尔·哈里斯,在工程的布朗学院的助理教授。 

          的效果麦片从重力和表面张力的相互作用出现了 - 液体的表面上的分子的倾向粘到一起,形成在表面上的薄膜。像麦片小物件不重不足以打破牛奶的表面张力,所以他们浮动。自己的体重,但是,确实造成的表面薄膜一个小凹痕。当一个人得到足够接近凹痕cheerio到另一个,他们陷入对方,合并他们的凹痕和牛奶的表面上最终形成集群。 

          为了测试是多么强烈麦片 - 而在cheerio尺寸和重量范围内的其他对象 - 相互吸引,研究人员使用一个定制的设备磁性。用测量力。涉及实验二cheerio大小的塑料盘,其中一个包含一个小磁体,漂浮在水中的小浴盆。围绕桶,电机线圈产生磁场,而另一个就位里面可以拉远磁化盘。通过测量磁场的强度在时刻磁盘开始移动远离彼此,研究人员能够确定的吸引力的量。 

          “磁场给我们施加力量,这些机构的非机械的方式,”哈里斯说。 “因为我们要衡量的力量类似于蚊子的重量,所以如果我们实际接触我们将这些机构会干扰他们的移动方式是很重要的。”

          Image of junior engineering student Ian Ho

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          该实验揭示相互作用卫生组织的传统数学模型低估了引力的强度。当盘非常接近的位置。在第一研究人员不知道发生了什么事,直到他们发现磁盘作为两个拉近距离,他们开始偏向于对方。倾斜导致磁盘推更难靠在液体,这又增加了的力,通过该液体推回的表面上。在推的结果外略有增加磁盘之间的吸引力。 

          “我们意识到,人们普遍认为是不符合我们的模型,这是ESTA倾斜一个附加条件,”哈里斯说。 “当我们加入这一个成分模型,我们得到了更好的协议。这就是来回理论与实验值“。

          这一发现可能是微型机器和机器人的设计是有用的,研究人员说。有兴趣,例如,在使用小蜘蛛般的机器人,可以在水的表面飞掠做环保监测。这项工作揭示了种机器人这些力量会遇到的光。

          “如果你有多个小机器走动或机器人的两个或两个以上的腿,你需要知道是什么力量发挥相互他们,”哈里斯说。 “这是一个有趣的研究领域,而事实上,我们能贡献新的东西这是令人兴奋的。”

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