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扎马尾辫里的物理学

你扎起马尾辫后,头发是什么形状的? 英国剑桥大学教授戈德斯坦(Raymond E. Goldstein)虽然没有马尾辫,不过他对这其中的物理原理很有兴趣。戈德斯坦与其他学院和研究机构的2名物理学家一起,试图确定是否能由单根头发的性质得出马尾辫的形状。毕竟,10万根头发是一个复杂的物理系统。

研究显示这可以用一个方程来概括。关键的特性有弹性、密度和弯曲度,这些性质加上马尾辫的长度,将从本质上决定头发的形态。研究者得到了一个简洁的方程,可以描述把头发扎起来后马尾的形状,他们将其称为“长发公主参数”(《长发公主》是格林兄弟搜集的一个德国童话)。

较短的有弹力的马尾辫,有着较小的“长发公主参数”,会向外散开。有着较大“长发公主参数”的长马尾则垂下来,重力的牵拉胜过了弹性。研究 报告 发布于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。

500多年前,达芬奇就曾在笔记中记录头发的卷曲类似河水流动的漩涡。在当代,斯坦福大学数学家约瑟夫.凯勒(Joseph B. Keller)则研究了为什么慢跑者的马尾是左右摇动而不是上下摇。凯勒发现上下的运动是不稳定的,而且也会受到头部的阻碍。任何轻微的冲撞都会使得上下运动变为左右摇动。

相关领域人士表示,研究也许可以帮助业界生产更好的洗发护发产品,也有助于计算机动画产业更好的描绘人物的头发。戈德斯坦说,研究结果同样可以应用于其他较长的细丝,包括玻璃纤维和羊毛等。

2012年9月21日更新

这两个研究获得了2012年搞笑诺贝尔奖物理学奖

【2012搞笑诺奖】获奖研究解析汇总

编译自:《纽约时报》2月11日
原文:请看这里
图片:Fotosearch

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发布于2012-02-12, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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