Inhoud
Kinderen zetten lijnen van dominostenen op om ze om te gooien in visueel interessante kettingreacties, maar universitaire professoren en studenten hebben domino-kettingreacties omgezet in serieuze zaken. De fysica die ketens van vallende dominostenen beïnvloedt, is onderhevig aan meetbare fysieke krachten, waaronder zwaartekracht-, momentum- en krachtvectoranalyse. De reactie wordt ook beïnvloed door de grootte en massa van de dominostenen. Als gevolg hiervan vereist het bepalen van de optimale snelheid van een domino-cascade-reactie een serieuze wiskundige analyse.
Tijd tussen impacts
Als een domino zes voet lang zou zijn, zouden waarnemers gemakkelijk kunnen zien hoe snel een domino valt, en de snelheid waarmee het een aangrenzende tegel raakt die een paar voet verder staat. Een domino die dichter bij de eerste in een rij staat, wordt eerder geslagen dan een domino verder weg. Daarom zal de snelheid waarmee een hele keten van dominostenen omvalt, worden beïnvloed door hoe dicht bij elkaar de dominostenen zijn gepositioneerd.
Vallende snelheid
Als een domino net begint te vallen, beweegt deze langzaam en beïnvloedt daarom met weinig kracht de volgende tegel in de rij. Als de tegels verder uit elkaar worden geplaatst, zal elke vallende tegelverzamelaar meer snelheid opnemen en daarom een grotere traagheidskracht genereren voordat deze in de volgende tegel valt. Dus wanneer de tegels verder uit elkaar liggen, raakt de eerste tegel de tweede met grotere kracht en kan worden verwacht dat de kettingreactie sneller versnelt dan wanneer de tegels dichter bij elkaar zijn opgesteld.
Vectoranalyse afdwingen
Een bewegend object draagt meetbare krachten en in het geval van vallende dominostenen kunnen deze krachten worden afgebroken met behulp van vectoranalyse. De vectorkrachten zijn een functie van zowel de hoek van de vallende tegel op het moment van impact als de snelheid van de vallende domino. Met behulp van het voorbeeld van een 6-voet hoge tegel, als de tegel begint te vallen, zou een persoon die ernaast staat minder energie uitoefenen om de tegel te vangen net nadat deze begint te bewegen dan hij of zij zou doen als de tegel meer dan de helft was weg naar de grond. Dientengevolge wordt minder kracht uitgeoefend op de aangrenzende tegel door een langzaam bewegende tegel die dichter bij een rechtopstaande positie staat dan een tegel die bijna volledig kan omvallen voordat deze een aangrenzende tegel raakt. Daarom beïnvloedt de afstand tussen de tegels de grootte waarmee elke tegel de volgende raakt en beïnvloedt daarom de snelheid van de gehele kettingreactie.
Het cumulatieve effect meten
Alle variabelen die van invloed zijn op de snelheid van een domino-kettingreactie - de hoeveelheid tijd tussen botsingen, hoeveel kracht elke tegel op de volgende uitoefent en de snelheid waarmee een tegel de volgende in de lijn raakt - worden beïnvloed door de afstand tussen de tegels. De centrale vraag is daarom op welke afstand en vanuit welke hoek een vallende domino de grootste hoeveelheid kracht op zijn aangrenzende tegel zal uitoefenen om een hele rij dominostenen omver te werpen?