Ученые объяснили, почему разные деревья ломаются при одинаковом ветре — Naked Science
09.02.2016
Редакция

Ученые объяснили, почему разные деревья ломаются при одинаковом ветре

Грациозный тополь, узловатая береза или толстенный, прочный дуб – все деревья ломаются при одной и той же скорости ветра. Как показала новая работа французских ученых, все, что укрепляет ствол, одновременно и ослабляет его. Максимальная скорость ветра, которую способны выдержать любые деревья, составляет примерно 150 км/ч.

fallen-trees
©Wikipedia

В январе 2009 г. Францию накрыл могучий ураган «Клаус», поваливший в общей сложности 6 млн кубометров деревьев. Ученые местной Политехнической школы воспользовались случаем и составили карту этих повреждений, заметив, что число погибших деревьев в том или ином районе точно коррелирует с силой ветра, но не зависит от высоты или породы самих деревьев. 
 
Эта загадка заинтриговала Эмануэля Виро (Emmanuel Virot) и его коллег. Они принялись измерять нагрузку, которую способны вынести стержни из древесины разных пород. К их удивлению, полученные при этих экспериментах результаты, не подчинялись обыкновенному закону Гука, который описывает деформацию твердых тел. Ученые поняли, что проблема кроется в узлах, шишках и других деформациях волокнистой структуры, которые имеются в любой древесине. 
 
Поиск предыдущих публикаций по теме показал, что количество таких нарушений структуры в стержне растет как квадратный корень радиуса этого стержня. Это позволило Виро с соавторами провести более точные расчеты. Они показали, что критическая скорость ветра, которую способно вынести любое дерево, определяется небольшим набором параметров, включая плотность и скорость движения воздуха, толщину, диаметр и форму ствола и кроны. 
 
Но что самое странное, свойства самого дерева на итог практически не влияли, взаимно компенсируя друг друга. Так, утолщение ствола увеличивает поверхность, которая подставляется ветру, и количество деформаций и напряжений, которые возникают в нем. Большая твердость древесины делает ее менее упругой – и так далее. В результате максимум, который способно выдержать подавляющее большинство деревьев, составляет 42 м/с (151 км/ч). 
 
Изменение параметров дерева этой цифры практически не меняет. Удвоение толщины ствола повышает ветроустойчивость лишь на 9%, а замена хрупкой сосновой древесины на прочную дубовую – на 10%. Впрочем, этого деревьям вполне достаточно: скорость ветра на нашей планете довольно редко превышает 50 м/с.
 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
4 часа назад
Мария Азарова

Генеральный конструктор «Энергии» и руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьев назвал причину незапланированного включения двигателей нового модуля «Наука», из-за которого станцию развернуло на 45 градусов.

Вчера, 20:57
Илья Ведмеденко

По словам космонавта Олега Новицкого, на новом российском модуле «Наука» незапланированно включились двигатели.

Вчера, 18:47
Мария Азарова

Антитела, вырабатываемые организмом в ответ на коронавирус, активируют повышенную функцию тромбоцитов. Это может вызывать смертельные тромбы у пациентов с тяжелой формой болезни. Авторы нового исследования предложили решение проблемы.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: