描述意大利面条煮熟后卷曲的数学模型

时间:2020-01-10 18:30 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

描述意大利面条煮熟后卷曲的数学模型

加州大学伯克利分校的两名机械工程师开发了一种模型来描述煮熟的意大利面的卷曲行为。纳撒尼尔·戈德堡(Nathaniel Goldberg)和奥利弗·奥莱利(Oliver O’reilly)在发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上的论文中,描述了他们对这种受欢迎的意面的研究,以及他们对这种意面在烹饪过程中的行为的了解。

任何煮过一锅意面的人都知道,面条从硬脆到柔软易弯,而且煮的时候面条会卷曲。哥德堡和奥莱利指出,之前的研究已经表明,当把意面放在一锅沸水中,它会以一种可预测的方式弯曲。它们一开始是笔直的杆状体,然后当它们开始吸水时,它们就开始下垂。随着下沉的继续,它们继续弯曲,最终,面条的顶部会向内弯曲,每根面条都会形成一个U形。研究人员想知道额外的弯曲背后是什么。他们认为是重力起了作用,而面条的弹性似乎也起了作用。为了了解更多,他们进行了几项实验,包括将面条在室温水中浸泡几个小时,看看它们是否会以同样的方式弯曲。他们还每15秒拍一次照片来记录这一动作。他们用所学的知识建立了一个数学模型来描述单个面条弯曲时的行为,并想出了一种方法来预测任何大小的棒状面条在水里煮的时候是如何弯曲的。

为了建立他们的模型,研究人员从几个基本假设开始,比如面条在煮的时候不会粘在锅上。他们增加了一些参数来解释重力、密度和面条吸水时弹性的变化等因素。他们报告说,他们开发的模型可以用来预测意大利面条的变形,而且还表明,这些硬度的变化允许面条在准备吃的时候永久变形和形状。

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