Bonsajová fyzika


Fyzika. Pre niekoho neobľúbený predmet na základke či strednej. Pre niekoho pravidlá a pozorovania ako fungujú veci okolo nás, tzn. kauzálnej štruktúry prírody.
Aj keď si často myslíme, že sa jej dá vyhnúť inou špecializáciou, nie je tomu tak. Uveďme si pár príkladov, ako bonsajisti vedia využiť fyziku prakticky.


Hrúbka sa počíta

Klasický scenár. Potrebujem 4-ku drôt, nemám. Niekto mi radí dať 2 krát 2-ku. Chyba. Pre zjednodušenie povedzme, že rozhodujúce je množstvo materiálu (kruhový prierez) a že by bolo treba rovnakú dĺžku drôtu. Čo rozhoduje o pevnosti je teda iba plocha prierezu.
Plocha kruhu sa počíta ako 𝛑 x r^2, tzn. že ak zmenšíme polomer na polovicu, plocha sa zmenší na štvrtinu. 

Záver - Potrebujeme štyri drôty polovičnej hrúbky, cca tri drôty trojpätinovej hrúbky alebo cca dva drôty trojštvrtinovej hrúbky. 
  • Drôt hrúbky 4 tak vieme nahradiť štyrmi kusmi 2-ky, alebo dvomi  kusmi 3-ky. 
  • Drôt hrúbky 5 vieme nahradiť tromi kusmi 3-ky alebo jednou 4-kou a jednou 3-kou

Ohýbanie vetvičiek

Prečo vlastne ohýbame vetvičky spôsobom "twist & bend", tzn. krútiť a ohýbať? S pozorovaní vieme, že:

  1. ak ohneme vetvičku bez krútenia, pri určitom uhle proste praskne. Kritický bod vidno na borke, keď vznikne na nej okatá čiara. Indikuje nám, že ešte kúsok ohneme a praskne aj lyko (ktoré je pružnejšie) a máme problém. Miesto, kde praskne je to najslabšie. 
  2. Ďalšie pozorovanie je, že mladé vetvičky nepraskajú, môžeme ich ohýbať ako chceme
  3. No staré, aj keď stále tenké, vetvičky praskajú

Keď však vetvičku zároveň aj krútime, vieme ju podstatne viac ohnúť. Čím to je?
Zdroj: forteyoga.com
Pointa je v tom, že lyko sa skladá z vlákien, miliónov nitiek, ktoré idú od koreňov až k listom. Ako strom hrubne, tak sa z lyka stáva drevo (mŕtve staré lyko). Čo sa stane, keď začneme ohýbať vetvičku je, že vytvoríme páku. Snažíme sa stlačiť lyko vnútri ohybu a naťahujeme lyko z vonkajšej strany ohybu. Najviac exponovaná je časť lyka najďalej od pomyselného stredu ohybu pozdĺž prierezu. Preto sa najskôr trhá borka a nasleduje lyko pod ňou. 
Technické pomenovanie je pnutie vs kompresia a pekne vysvetlené to možno nájsť v článkoch o ohýbaní kovov.
Zdroj: thelibraryofmanufacturing.com
Čo sa stane, ak začneme vetvičku zároveň aj krútiť? Pomyselnú čiaru roztiahneme do priestoru, tzn. v prípade jedného vlákna na väčšiu dĺžku. Eliminujeme tak kritické pnutie v jednom bode tým, že vytvoríme veľa menších pnutí pozdĺž nite. Zmeníme rozloženie pnutia pozdĺž materiálu - lyka.
Identický spôsob sa používa napr. pri výrobe lán. Pevnosť ťahom je pri rovnakej ploche prierezu rovnaká, no podstatne lepšie odoláva pnutiu, ktoré vzniká používaním - ohýbaním lana. Zvyšuje sa tak trvanlivosť a spoľahlivosť lana.

No a prečo na starých stromoch praskajú tenké vetvičky? Lyko je tenké a pod ním je veľa vrtstiev starého tvrdého dreva. Na ohyb musíme vynaložiť viac sily ako pri mladej vetvičke rovnakej hrúbky. Staré drevo však nie je pružné, kladie odpor a v jednom momente praskne (jeho časť tam, kde je pnutie). Od momentu prasknutia , kým náš mozog spracuje informáciu, aplikujeme podstatne viac sily na tenké lyko a to sa tak roztrhne. Vetvička praskne. Následne roztrhneme aj zvyšok starého dreva a nepoškodená zostáva iba komprimovaná časť vetvičky.

0 Komentáre