https://frosthead.com

Vrei să construiască un om de zăpadă? Fizica poate ajuta

Fără puteri magice ale prințesei de gheață, construirea omului de zăpadă perfect poate fi o provocare serioasă. De multe ori eforturile noastre se dovedesc puțin obraznice sau nesimțite și se topesc rapid în bulgări de nerecunoscut. Totuși, construirea propriului dvs. Frosty personal sau Olaf rămâne timpul distractiv al iernii.

Continut Asemanator

  • Cât de valuri „Slurpee” s-au format de-a lungul unei plaje din Nantucket
  • Utilizați această hartă pentru a urmări zăpada în zăpadă și zumzetul social media în jurul viscolului de nord-est

O multime de videoclipuri YouTube și site-uri web pentru părinți oferă sfaturi despre construirea omului de zăpadă și există atât de multe ghiduri despre cum pot fi parodii „Let It Go” pe internet. Cineva chiar a brevetat instrucțiunile pentru construirea unui om de zăpadă / femeie de zăpadă în 2011. Dar toate sfaturile ar putea fi de nimic dacă nu ai știință de partea ta. Înțelegerea proprietăților fizice ale zăpezii vă poate ajuta să vă dați seama dacă capodopera dvs. este chiar posibilă, iar principiile stivuirii vă pot ghida eforturile.

În primul rând, să vorbim despre zăpadă. „Zăpada poate fi prea umedă sau prea uscată”, subliniază Dan Snowman, fizician la Rhode Island College din Providence. Oamenii de știință clasifică de fapt zăpada pe baza conținutului de umiditate - cantitatea de apă liberă în raport cu cristalele de gheață - nu trebuie confundată cu cantitatea de apă pe care ar produce-o zăpada dacă s-ar topi. Zăpada vine în cinci categorii: uscat (zero la sută apă), umed (mai puțin de 3 la sută), umed (3 - 8 la sută), foarte umed (8 la 15 la sută) și slush (mai mult de 15 la sută).

În această scară, zăpada umedă până la umed este ideală pentru construirea omului de zăpadă, potrivit lui Jordy Hendrikx, un om de știință al zăpezii de la Universitatea de Stat din Montana Zăpada uscată este ca o pulbere liberă cu particule care nu se lipesc foarte bine, în timp ce netezirea este prea fluidă pentru a păstra o formă. „Puteți crede că apa liberă este„ lipici ”. Ai nevoie de suficient pentru a lipi cristalele împreună, dar nu prea mult. Altfel nu va forma un om de zăpadă solid ”, spune Hendrikx.

Morfologia cristalelor de zăpadă Formele cristalelor de zăpadă se schimbă semnificativ odată cu temperatura. (Kenneth Libbrecht / Bazat pe experimentele lui U. Nakaya)

Temperatura aerului din jur determină în principal cantitatea de apă din zăpadă, precum și structura cristalină a acesteia. Zăpada umedă și umedă se încadrează la aproximativ 32 de grade Fahrenheit. Temperaturile mult sub temperatura de îngheț fac pentru zăpada mai uscată, deoarece mai multe particule de apă îngheață în cristale. Cristalele de zăpadă umedă sau umedă proaspăt căzute sunt de obicei în formă de fulgi de zăpadă ramificați clasici, numiți dendriti, oferind o mulțime de suprafață cu care se leagă cleiul apos. Condițiile mai reci produc forme plate cu mai puțin suprafață, ceea ce face și mai dificilă modelarea pulberii uscate în bile de zăpadă și oameni de zăpadă.

„Anii de experimentare și cercetare cu copiii mei dezvăluie o echivalență zăpadă-apă de aproximativ 5: 1 produce zăpada ideală pentru construirea omului de zăpadă perfect”, spune Snowman.

Deci, ce fel de furtună ar produce acest amestec special de zăpadă umedă sau umedă? „Cele mai bune furtuni sunt cele care vin destul de cald - pentru zăpadă care este”, spune Hendrikx. Asta înseamnă doar un grad sau două peste sau sub îngheț. Pe coasta de est a SUA, un Nor'easter rece și umed - nu spre deosebire de viscolul care a lovit nord-estul săptămâna aceasta - ar face trucul. Condițiile de vortex polar ar presăra mai probabil pulberea uscată care oferă o plimbare moale, netedă ideală pentru schi.

După ce materia primă este pe pământ, este timpul să-ți selectezi suprafața de construcție a omului de zăpadă. Cel mai bun teren este cel mai bun, dar asfaltul absoarbe și reține căldura din lumina soarelui, deci evitați drumurile. Un loc plat aproape de fundul unui deal mare ar putea oferi umbră și a vă proteja creația împotriva căldurii directe de la soare - deși s-ar putea să se ridice ca țintă pentru sani.

Sferele sunt cele mai bune blocuri de construcție pentru oamenii de zăpadă. Formarea bulelor de zăpadă și ambalarea zăpezii împreună exercită presiune asupra cristalelor de gheață, astfel încât unele se topește în timpul construcției. „După topire, apa se va cristaliza încă o dată, legându-se împreună mingea de zăpadă”, notează Omul de Zăpadă.

Stivuirea congelată (Gif animat prin bloodydifficult.tumblr.com / Disney)

Când vine vorba de stivuire, structura standard mare-medie-mică este calea de urmat pentru a evita răsturnarea. „Menținerea centrului de masă al omului de zăpadă este extrem de important în construcția oricărui om de zăpadă”, spune Omul de Zăpadă. Centrul de masă se referă la punctul din orice obiect în care masa sa este concentrată - dacă ai putea echilibra un om de zăpadă pe deget, ținându-l la centrul de masă l-ar păstra stabil. Cu cât punctul este mai aproape de sol, cu atât este mai puțin probabil să cadă un obiect vertical.

Privind construirea omului de zăpadă ca o modalitate de a învăța principiile de bază ale ingineriei, studenții de la Bluefield State College din Virginia de Vest sugerează că raportul diametrului optim pentru bulgări de zăpadă este de 3: 2: 1 de jos în sus. Acest raport menține baza la o dimensiune suficientă pentru a susține greutatea combinată a primelor două mingi de zăpadă. Conform unor relatări, construcția omului de zăpadă inversat este fezabilă, dar probabil nesustenabilă. „Acestea sunt la fel de comune ca observațiile de la Sasquatch”, avertizează Snowman.

Și nu-ți construi omul de zăpadă abominabil prea mare, deoarece poate exista o limită superioară la dimensiunea sferelor, legată de conținutul de apă al zăpezii. „Pe măsură ce bola de zăpadă crește, este mai dificil să aplici presiune pentru a împacheta în mod adecvat”, spune Snowman. „Acest lucru poate avea ca rezultat o structură instabilă pentru părțile corpului lui Frosty și poate duce la o eroare catastrofală.”

Pe lângă stabilitate, sferele vă pot ajuta omul de zăpadă să atingă longevitatea, deoarece formele reduc la minimum suprafața expusă la creșterea temperaturilor și astfel încetinesc topirea. „Acest lucru îi oferă lui Frosty cea mai bună șansă de a rămâne calm și rece”, spune Snowman. Din păcate, topirea este inevitabilă pe măsură ce temperaturile cresc. Datorită lui Frozen, știm cu toții ce se întâmplă cu oamenii de zăpadă vara.

Vrei să construiască un om de zăpadă? Fizica poate ajuta