Det grasiøse stammen av treet er delt inn i grener, ved første få og kraftige, og de til stadig tynnere. Dette er så vakkert og så naturlig at knapt noen av oss tok hensyn til et enkelt mønster. Fakta er at den totale tykkelsen på grenene i en viss høyde alltid er lik tykkelsen på bagasjerommet.
For eksempel tror jeg fortsatt ikke på denne uttalelsen (hvordan du kan sjekke den i praksis!), Men dette faktum ble lagt merke til for 500 år siden av Leonardo Da Vinci, som som kjent var veldig observant. Dette forholdet ble kalt "Leonardos regel" og i lang tid kunne ingen forstå hvorfor dette skjer.
I 2011 foreslo fysikeren Christoph Elloy fra University of California en nysgjerrig forklaring på sin egen.
"Leonardo-regelen" gjelder for nesten alle kjente treslag. Skaperne av dataspill som lager realistiske tredimensjonale trærmodeller er også klar over det. Mer presist fastslår denne regelen at på stedet der bagasjerommet eller grenen gaffler, vil summen av seksjonene av de forgrensede grenene være lik delen av den opprinnelige grenen. Når denne forgreningen også bifurcates, vil summen av seksjonene til de fire grenene fortsatt være lik delen av den opprinnelige bagasjerommet. Etc.
Denne regelen er skrevet enda mer elegant matematisk. Hvis en bagasjerom med diameter D er delt inn i et vilkårlig antall grener n med diametrene d1, d2 og så videre, vil summen av deres kvadrater i kvadratet være lik kvadratet til koffertdiameteren. I henhold til formelen: D2 = ∑di2, hvor i = 1, 2, … n. I det virkelige liv er graden ikke alltid strengt lik to og kan variere mellom 1,8-2,3, avhengig av geometrien til et bestemt tre, men generelt observeres avhengigheten strengt.
Før Elloys arbeid ble hovedversjonen betraktet som eksistensen av en forbindelse mellom Leonardos styre og næring av trær. For å forklare dette fenomenet antydet botanikere at dette forholdet er optimalt for rørsystemet som vann stiger opp fra treets røtter til løvet. Ideen ser ganske rimelig ut, om bare fordi tverrsnittsarealet, som bestemmer gjennomstrømningen av røret, direkte avhenger av radiusens firkant. Den franske fysikeren Christophe Eloy er imidlertid ikke enig i dette - etter hans mening er et slikt mønster ikke forbundet med vann, men med luft.
Salgsfremmende video:
For å underbygge sin versjon opprettet forskeren en matematisk modell som kobler løvområdet til et tre med vindstyrken som virker på et brudd. Treet i det ble beskrevet som fast bare på et punkt (stedet for den betingede avgangen til bagasjerommet under bakken), og som representerte en forgrenende fraktalstruktur (det vil si et hvor hvert mindre element er en mer eller mindre eksakt kopi av den eldre).
Ved å legge vindtrykk til denne modellen, introduserte Elloy en viss konstant indikator på dens begrensningsverdi, hvoretter grenene begynner å bryte. Basert på dette foretok han beregninger som ville vise den optimale tykkelsen på forgreningsgrenene, slik at motstanden mot vindstyrken ville være den beste. Og hva - han kom til nøyaktig samme forhold, med den ideelle verdien av den samme verdien som lå mellom 1,8 og 2,3.
Idéens enkelhet og eleganse og dens bevis har allerede blitt satt pris på av eksperter. For eksempel kommenterer Massachusetts ingeniør Pedro Reis: "Studien plasserer trær på høyden av kunstige strukturer designet for å motstå vinden - det beste eksempelet er Eiffeltårnet." Det gjenstår å vente på hva botanikerne vil si om dette.
”Ella brukte en enkel mekanisk tilnærming i sitt arbeid. Han så på treet som en fraktal (en figur med en viss grad av selv-likhet), med hver gren modellert som en bjelke med en fri ende. Under disse forutsetningene (og også under forutsetning av at sannsynligheten for at en gren skal bryte under påvirkning av vinden er konstant i tid), viste det seg at Leonardos lov minimerer sannsynligheten for at tregrener vil bryte under presset fra vinden. Elloy kolleger var i det store og hele enige i beregningene hans og uttalte til og med at forklaringen var ganske enkel og åpenbar, men av en eller annen grunn hadde ingen tenkt på det før.
Vel, dette er ikke uvanlig i vitenskapen.
