Γιατί οι πλαστικές συσκευασίες είναι τόσο θορυβώδεις όταν τις τσαλακώνετε;

Ο ήχος του τριξίματος προκαλείται από την απελευθέρωση ελαστικής δυναμικής ενέργειας όταν το περιτύλιγμα λυγίζει από τη μια σταθερή διαμόρφωση στην άλλη.

Φανταστείτε να κάθεστε στην τελευταία σειρά της τάξης σας, ακούγοντας μια βαρετή διάλεξη. Από το μπλε, ο καλύτερός σου φίλος βγάζει ένα γυαλιστερό σακουλάκι με πατατάκια και το περνάει από πάνω. Προσπαθείς να το ανοίξεις αθόρυβα, με τη μέγιστη προσοχή και μετά μπαμ! Κοιτάς ψηλά και ο δάσκαλος σε κοιτάζει ήδη κάτω.

Όλοι έχουμε πάει εκεί. Όλοι έχουμε προσπαθήσει να ξετυλίξουμε ένα ζαχαρωτό ή ένα σακουλάκι με πατατάκια σε μια αθόρυβη τάξη ή έναν κινηματογράφο και πάντα έχουμε καταλήξει να ντρέπουμε τον εαυτό μας. Αλλά έχετε αναρωτηθεί ποτέ τι κάνει τις πλαστικές συσκευασίες τόσο δυνατές;

Ιδιότητες πλαστικών περιτυλιγμάτων

Οι περισσότερες πλαστικές συσκευασίες, από περιτυλίγματα καραμελών μέχρι σακούλες παντοπωλείου, είναι κατασκευασμένες από πολυμερή όπως πολυαιθυλένιο, mylar ή σελοφάν. Τα λεπτά φύλλα αυτών των πολυμερών δημιουργούν υπέροχες συσκευασίες, αλλά ταυτόχρονα είναι υπερβολικά δυνατά.

Βάζω στοίχημα ότι μπορείτε να ακούσετε αυτή την εικόνα! (Φωτογραφία :Yellow Cat/Shutterstock)

Τα πλαστικά φύλλα είναι λεπτά, αλλά ισχυρά. Δεν μπορείς ούτε να τα τεντώσεις σαν λάστιχο, ούτε να τα σπάσεις λυγίζοντας. Δοκιμάστε να παραμορφώσετε ένα επίπεδο πλαστικό φύλλο και θα καταλήξετε με μια ζαρωμένη, τσαλακωμένη μάζα.

Αυτές οι πανταχού παρούσες πτυχές είναι οι ένοχοι πίσω από τον ήχο του τριξίματος των πλαστικών περιτυλιγμάτων. Για να κατανοήσουμε πώς συμβαίνει αυτό, ας ρίξουμε μια ματιά στις ελαστικές τους ιδιότητες.

Ελαστική δυναμική ενέργεια

Ελαστικά εναντίον πλαστικών σωμάτων

Οι περισσότεροι από εμάς είμαστε εξοικειωμένοι με τα ελαστικά και πλαστικά σώματα, αλλά μια γρήγορη ανανέωση μπορεί να είναι χρήσιμη.

Ένα σώμα μπορεί να παραμορφωθεί ασκώντας δύναμη σε αυτό. Όταν αφαιρεθεί η δύναμη, αν το σώμα αναπηδήσει ξανά στην αρχική του κατάσταση, είναι ελαστικό. Από την άλλη πλευρά, εάν το σώμα δεν επιστρέψει στην αρχική του διαμόρφωση, το ονομάζουμε πλαστικό.

Προφανώς, οι πλαστικές συσκευασίες εμπίπτουν στην τελευταία κατηγορία.

Ελαστική ενέργεια

Κάθε φορά που παραμορφώνουμε ένα σώμα, του μεταδίδουμε λίγη ενέργεια, η οποία αποθηκεύεται ως το ελαστικό του δυναμικό ενέργεια . Όταν το σώμα επιστρέψει στη σταθερή του κατάσταση, αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται είτε ως κινητική ενέργεια, είτε ως θερμότητα, είτε ως ήχος είτε ως κάποια άλλη μορφή ενέργειας.

Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα τόξο και ένα βέλος. Όταν τραβάτε το τόξο, παραμορφώνετε το σώμα και έτσι αποθηκεύετε κάποια ελαστική δυναμική ενέργεια σε αυτό. Όταν απελευθερώνετε το τόξο, αυτή η ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια, η οποία βοηθά στην εκτόξευση του βέλους και το τόξο επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση.

Μετασχηματισμός Ελαστικής Δυναμικής Ενέργειας σε Κινητική Ενέργεια (Φωτογραφία :EreborMountain/Shutterstock)

Ένας παρόμοιος τύπος μετατροπής ενέργειας συμβαίνει σε ένα τσαλακωμένο φύλλο.

Η δομή ενός τσαλακωμένου πλαστικού φύλλου

Έχετε παρατηρήσει ποτέ ποια είναι η «σταθερή διαμόρφωση» ενός πλαστικού φύλλου; Ακουμπάει επίπεδη. Αυτό είναι. Ένα επίπεδο φύλλο με σχεδόν καθόλου παραμορφώσεις παράγει ελάχιστο ή καθόλου θόρυβο όταν το χειρίζεστε. Εάν το τοποθετήσετε κάπου, απλά θα είναι επίπεδη.

Ωστόσο, μόλις τσαλακώσετε ένα φύλλο πλαστικού, συμβαίνει κάτι ενδιαφέρον. Σταυρωτές γραμμές ή τσακίσματα αρχίσουν να εμφανίζονται στο φύλλο και δεν πέφτουν πλέον.

Τσαλακωμένα περιτυλίγματα καραμέλας σελοφάν (Photo Credit :lermont51/Shutterstock)

Σε αντίθεση με ένα επίπεδο φύλλο, το οποίο έχει μία σταθερή ευθυγράμμιση, ένα τσαλακωμένο φύλλο έχει πολλαπλές σταθερές διαμορφώσεις . Μπορείτε να τοποθετήσετε ένα τσαλακωμένο φύλλο σε πολλούς σχηματισμούς και θα παραμείνει σε αυτή την κατάσταση, αναλλοίωτο, για πολύ καιρό. Ένα μέσο τσακισμένο φύλλο μπορεί να έχει εκατοντάδες σταθερές διαμορφώσεις.

Τα τσαλακωμένα πλαστικά φύλλα έχουν πολλαπλές σταθερές διαμορφώσεις (Photo Credit :Art Kovalenco/Shutterstock)

Κάθε σταθερή κατάσταση του θρυμματισμένου φύλλου έχει μια συγκεκριμένη ελαστική δυναμική ενέργεια. Επομένως, όταν χειριζόμαστε ένα τσακισμένο περιτύλιγμα στα χέρια μας, επηρεάζουμε άμεσα την ενέργειά του.

Η επιστήμη πίσω από τον ήχο τσακίσματος

Σύμφωνα με μελέτες, έχει παρατηρηθεί ότι ο ήχος τριξίματος των τσαλακωμένων φύλλων εμφανίζεται ως διακριτά «κλικ». Το κροτάλισμα δεν είναι συνεχές, αλλά μάλλον μια σειρά από εκρήξεις ποικίλης έντασης.

Ας προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε καλύτερα τι προκαλεί αυτό.

Τσαρωμένο πλαστικό φύλλο (Φωτογραφία :pernsanitfoto/Shutterstock)

Ένα τσαλακωμένο φύλλο (π.χ. ένα περιτύλιγμα καραμέλας) παραμένει σε μια από τις σταθερές του καταστάσεις, με μια ορισμένη ελαστική δυναμική ενέργεια, μέχρι να το παραμορφώσουμε. Όταν στρίβουμε ή λυγίζουμε το φύλλο? η εργασία που κάνουμε αποθηκεύεται ως δυναμική ενέργεια.

Ωστόσο, υπάρχει ένα όριο στην ποσότητα ενέργειας που μπορεί να χωρέσει μια διαμόρφωση. Όταν η ενέργεια υπερβαίνει αυτό το όριο, το φύλλο απλώς κουμπώνει σε μια άλλη διαμόρφωση και απελευθερώνει λίγη ενέργεια στη διαδικασία, την οποία ακούμε ως "κλικ".

Η ένταση αυτού του ήχου εξαρτάται από τη διαμόρφωση. Όταν κουμπώνουν μεγαλύτερες πτυχές, παράγουν πιο δυνατό ήχο, ενώ ο λυγισμός των μικρότερων χτυπημάτων εκπέμπει πιο αμυδρές εκρήξεις θορύβου.

Η σύνθλιψη πλαστικών σακουλών μετατρέπει την ελαστική ενέργεια σε ηχητική ενέργεια (Photo Credit :patpitchaya/Shutterstock)

Εν ολίγοις, όταν «ξετυλίγουμε» κάτι, μεταφέρουμε την πλαστική συσκευασία σε μια σειρά από διαμορφώσεις σε σύντομο χρονικό διάστημα. Ως αποτέλεσμα, ακούμε μια ακολουθία πολλαπλών κλικ, την οποία ορίζουμε ως «ήχος τσακίσματος».

The Hill Analogy

Σύμφωνα με τους φυσικούς, η παραμόρφωση ενός πλαστικού φύλλου είναι σαν να σπρώχνεις έναν βράχο προς τα κάτω σε λοφώδες έδαφος με πολλές κορυφογραμμές.

Φανταστείτε έναν λόφο με πολλές κοιλάδες και κορυφογραμμές και φανταστείτε να σπρώχνετε έναν βράχο στον λόφο. Μόλις φτάσετε στην κορυφή, το μόνο αποτέλεσμα είναι ότι ο βράχος κυλήσει πίσω στην κατηφόρα. Όταν κυλά προς τα κάτω, κολλάει σε μια από τις κορυφογραμμές κάτω από το λόφο. Εάν επαναλάβετε τη διαδικασία, ο βράχος μπορεί να καταλήξει να πιαστεί σε άλλη κορυφογραμμή.

Εδώ, ο ραβδωτός λόφος μοιάζει με τις ποικίλες διαμορφώσεις του φύλλου. Η ώθηση του βράχου προς τα πάνω είναι παρόμοια με τη δημιουργία ελαστικής ενέργειας. Όταν παραμορφώνετε το φύλλο, η ελαστική ενέργεια συσσωρεύεται μέχρι να φτάσει σε ένα όριο. Μόλις συμβεί αυτό, η ενέργεια απελευθερώνεται και το φύλλο λυγίζει σε μια τυχαία διαμόρφωση, ακριβώς όπως ο βράχος που απελευθερώνεται σταματά αφού κολλήσει σε μια από τις πολλές κορυφογραμμές στην πλαγιά του λόφου.

Συμπέρασμα

Έτσι, ο ήχος τσακίσματος της πλαστικής συσκευασίας προκαλείται όταν το τσακισμένο πλαστικό φύλλο λυγίζει από τη μια διαμόρφωση στην άλλη.

Τώρα ξέρετε γιατί δεν φαίνεται να μπορείτε να απαλλαγείτε από αυτόν τον ενοχλητικό ήχο, όσο αργά κι αν ξετυλίξετε το φύλλο. Με την επιβράδυνση, δεν αποφεύγετε το κλικ, απλώς το κάνετε λιγότερο συχνό.

Όπως έχει πει ο φυσικός Eric Kramer, «Μπορείς να ακολουθήσεις αυτή τη σειρά όσο αργά θέλεις, αλλά κάθε βήμα της ακολουθίας συνοδεύεται από ένα κλικ. Και δεν μπορείτε να κάνετε τίποτα γι' αυτό."

Είτε ξετυλίγετε κάτι γρήγορα είτε αργά, ο μόνος τρόπος για να φτάσετε στην καραμέλα σας είναι να αντιμετωπίσετε αυτό το ενοχλητικό τρίξιμο.