Предельная переносимая скорость ветра одинакова для всех деревьев

Франция

• Ветер

Интересный парадокс обнаружен в растительном мире. Французские ученые установили, что легкое пробковое дерево, прочный дуб, изящная береза и вообще любые деревья выдерживают одну максимальную скорость ветра - что-то около 150 км/ч.

В начале 2009 года по территории Франции прошелся ураган "Клаус" и, вдоволь порезвившись, свалил около 6 миллионов кубических метров деревьев. Исследователи из Политехнической школы изучили последствия явления, отметив, что количество сломанных деревьев в разных районах точно соотносится с силой ветра и не зависит от параметров, характеристик или пород самих деревьев.

Данные показались любопытными Эммануэлю Виро (Emmanuel Virot) и его коллегам. Они экспериментально измерили предельные нагрузки, которые смогли выдержать стержни, изготовленные из дерева разных пород. Обнаружилось, что в данном случае закон Гука, традиционный для деформаций, не срабатывает. Вся хитрость заключается в шишках, наростах и узлах, имеющихся в любой древесине. Проведенные ранее изучения данного вопроса показали, что количество таких нарушений структуры в образце пропорционально корню квадратному из радиуса этого образца.

Виро и его коллеги уточнили расчеты. Оказалось, что предельная скорость ветра имеет одно значение для всех деревьев и задается небольшим количеством определенных данных, таких как плотность и скорость ветра, диаметр дерева, форма его ствола и кроны. При этом остальные характеристики дерева на расчеты не влияли, уравновешивая друг друга. Например, увеличение диаметра ствола одновременно увеличивает и площадь поверхности, на которую воздействует сила ветра, а так же увеличивает количество деформаций и напряжений, которые появляются в нем. Или, скажем, большая прочность древесины означает уменьшение упругих свойств.

В итоге оказалось, что подавляющее большинство деревьев могут выдерживать ветер, скорость которого не превышает 42 м/с (151 км/ч). Что, впрочем, вполне приемлемо, ведь скорость ветра в земных условиях редко бывает выше 50 м/с. Выводы публикует Physical Review E.

Вера Максимова, 09.02.2016 15:51