Kodėl žiemą slystame ant ledo. Sunaikino 200 metų senumo teiginį

Žiemą ant ledo galima slysti dėl spaudimo, kurį lemia žmogaus kūno svoris. Tačiau pasirodo, kad šis paaiškinimas netiesa.

Fizikai nustatė, kad ledas tampa slidus ne dėl slėgio ar trinties, o dėl lede esančių molekulinių dipolių sąveikos su molekulėmis ant su juo besiliečiančio paviršiaus, pavyzdžiui, ant bato pado. Taigi, mokslininkai paneigia beveik 200 metų senumo teiginį, kad slėgis ir trintis prie ledo tirpimo prisideda tiek pat, kiek ir temperatūra. Pasirodo, nei slėgis, nei trintis šiame procese nevaidina pagrindinio vaidmens. Tyrimas paskelbtas žurnale „Physical Review Letters“.

Fizikai atrado, kad molekuliniai dipoliai yra pagrindiniai veiksniai, lemiantys slidaus ledo susidarymą, dėl kurio žiemą žmonės gali pargriūti ir susižaloti. Molekuliniai dipoliai atsiranda, kai molekulėje yra dalinio teigiamo ir dalinio neigiamo krūvio sritys. Tai suteikia molekulei bendrą poliškumą, nukreiptą tam tikra kryptimi.

Esant žemesnei nei nulio laipsnių Celsijaus temperatūrai, vandens molekulės išsidėsčiusios tvarkingoje, tvirtoje kristalinėje struktūroje. Tai yra ledas. Fizikai padarė išvadą, kad žmogui užžengus ant šios tvarkingos struktūros, viršutinis molekulių sluoksnis suyra ne dėl bato slėgio ar trinties, o dėl bato pade esančių molekulinių dipolių orientacijos, kurie sąveikauja su lede esančiais molekuliniais dipoliais. Taigi, tvarkinga ledo struktūra staiga tampa netvarkinga.

Mikroskopiniu lygmeniu jėgos tarp ledo molekulinių dipolių ir batų pado medžiagos ardo kristalinę struktūrą ledo ir batų sąsajoje. Dėl to ledas tampa skystas. Todėl žmonės pradeda slysti ant ledo.

Fizikai ne tik paneigė beveik 200 metų senumo idėją apie tai, kodėl žmonės slysta ant ledo, bet ir paneigė kitą teiginį, kuris pasirodė esąs klaidingas.

Pasak mokslininkų, anksčiau buvo manoma, kad slidinėti esant žemesnei nei -40 laipsnių Celsijaus temperatūrai neįmanoma. Taip yra todėl, kad po slidėmis per šalta, kad susidarytų plona skysta plėvelė, padedanti slidėms normaliai judėti sniegu.

Fizikai nustatė, kad dipolių sąveika išlieka net ir esant itin žemai temperatūrai. Ledo ir slidžių sąsajoje vis tiek susidaro skysta plėvelė.

Žmonėms, kurie žiemą paslysta ant ledo ir susižeidžia, tikriausiai nesvarbu, kas tai sukėlė: slėgis, trintis ar molekuliniai dipoliai. Tačiau fizikams šis skirtumas yra labai svarbus.