• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.02.2016
Редакция Naked Science
3 911

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Вчера, 16:09
Сергей Янкин

При помощи численного моделирования электромагнитных, механических и акустических процессов компания Tectonic Audio Labs создала современный динамик со сбалансированным излучателем (технология balanced mode radiator, или BMR). Динамик был использован в гарнитуре виртуальной реальности (VR) для корпорации Valve и теперь считается золотым стандартом для VR-аудио.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

Вчера, 10:00
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

Позавчера, 10:02
Сергей Васильев

Распространяясь в популяциях крупных жвачных животных, паразиты незаметно оказывают мощное влияние на целые экосистемы, позволяя растительности спокойно развиваться и процветать.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: