物理学者がクレープを何回折りたためるかを計算する公式を作成

柔軟でおそらく美味しそうな素材でできたディスクをそっと折りたたむと、折りたたまれたままになるのはなぜでしょうか?そして、抵抗して反転するまでに何回フォールドできるでしょうか?

クレープの本場フランスの物理学者が、それを調べてみることにしました。彼は、たった 1 つの数字で、知る必要があるすべてがわかることを発見しました。

ニューヨーク州イサカにあるコーネル大学のトム・マージン氏は、フランスのブルターニュ地方で休暇を過ごしていたとき、クレープ折りについて疑問に思いました。そこではこの薄いパンケーキが特に人気があります。先端を折りたたむだけではひっくり返りますが、さらに大きく折りたたむと、摩擦と重力が共働して静止したままになります。この行動を管理するにはどのようなルールが考えられますか?

マージンはそれを研究プロジェクトに変え、その結果を3月20日にコロラド州デンバーで開催されるアメリカ物理学会の会合で発表する予定である。

彼の作品は、一部の物理学者が研究する、永久的な折り紙のような折り目とは異なります。 「ここで扱っているのは、私が柔らかい折り目、または滑らかな折り目と呼ぶものです。そして、それは重力と弾性の間の単なる競争です」とマルジン氏は言います。

この競争を観察する 1 つの方法は、パンケーキの一部をテーブルの天板に貼り付け、もう一方の端を端から垂らし、どれだけたわむかを測定することです。マージンは、その答えが、材料の密度、剛性、重力を組み合わせた弾重力長と呼ばれる 1 つの数値で予測できることを発見しました。彼は、この数値が他の状況における柔軟な材料の挙動にも影響を与えるのではないかと考えました。そして、コンピュータ モデルでこれが当てはまることが判明しました。

現実世界でのシミュレーションをチェックするために、マルジンはプラスチックのディスク、市販のトルティーヤ、そしてもちろんクレープを使って実験しました。彼は後者を自分で作り始めましたが、科学的には目的には適していませんでした。

「厚みをうまくコントロールできなかった」と彼は言う。 「そこで、母にフランスで実験をしてくれるように頼みました。ノギスと定規、そして市販ブランドのクレープをたくさん買うように頼みました。それらはおそらく機械で作られたものでしょう。 [so] これにより、均一な厚さが保証されます。そして彼女はそれを本当に正しくやってくれました。」

マルジンの実験により、クレープ折りのあらゆる側面が弾重力の長さに依存することが確認されました。たとえば、折り畳まれたシートの領域のうち、ループする部分にどのくらいの領域が入るかを制御します。これにより、次の折り曲げに十分な平らな領域が残っているかどうかが決まります。

彼の方程式は、直径 26 センチメートル、厚さ 0.9 ミリメートルのクレープは最大 4 回折りたたむことができるが、同じサイズで厚さ 1.5 mm のトルティーヤは弾性重力の長さが 3.4 倍で、2 回しか折りたためないことを正確に予測します。 「この長さは、根底にあるすべての物理現象を捉えています」とマージン氏は言います。