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

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.
 

Позавчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

Вчера, 12:57
6 минут
Сергей Васильев

Эксперименты снова указали на существование частицы Х17 — загадочного бозона-переносчика еще неизвестного фундаментального взаимодействия.

Вчера, 15:51
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователь Уильям Ромозер полагает, что ему удалось увидеть на Марсе живых существ, в частности насекомых. Вероятно, причиной этого стала парейдолия — зрительная иллюзия.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Позавчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

18 ноября
4 минуты
Сергей Васильев

Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.

Позавчера, 15:33
40 минут
Александр Березин

Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: