телефон (495) 231-3586 факс (495) 306-7687

Почему запутываются провода наушников?

ГлавнаяНовостиПопулярная электроникаПочему запутываются провода наушников?
Почему запутываются провода наушников?

Математика ищет объяснение. Начаты исследовательские работы в этой области и уже получены первые результаты.

Постановка задачи: для транспортировки мы обычно накручиваем кабель наушников на плеер, либо сворачиваем в кольцо на руке, но когда приходит время использовать кабель снова, он оказывается перекрученным и приходится приложить немало усилий для распутывания клубка проводов. Причем проблема запутывания проводов свойственно не только кабелю наушников, но и любым другим электрическим проводам достаточно большой длины. На физическом факультете университета Сан-Диего (США) были проведены специальные практические исследования в этой области, в рамках которых выполнено более 3400 натурных экспериментов, чтобы выяснить зависимость уровня запутывания от длины провода. В результате экспериментов было выявлено самопроизвольное формирования примерно 120 разных типов узлов. Сами эксперименты состояли в том, что кольцо проводов помещалось в коробку, которую долго трясли, затем сравнивали состояние клубка проводов в начале и в конце эксперимента.

Конечной целью исследования является разработка (надеемся, что в ближайшем будущем) неперекручивающихся проводов. Пока компании-изготовители пытаются предотвратить запутывание проводов за счет плоской формы или конструкции "разрывного" кабеля в виде застежки-молнии. А пока результаты университетских исследований выявили несколько интересных закономерностей, например "за секунды" тряски в коробке в кольце проводов образуются достаточно сложные узлы с топологической точки зрения. За счет привлечения математической модели и математического моделирования на компьютере удалось выявить тенденцию к формированию витков в центре вместе с перекручиванием свободных концов кабеля в виде "косички".

Упрощенная модель перекручивания проводников:

модель перекручивания проводников

Использованная в моделировании математическая модель (топологическое изображение в качестве исходных данных через полиномы Джонса сопоставляются топологическому идентификатору узла, который описывает его сложность):

модель перекручивания проводников

График зависимости вероятности образования узла (knot probability) от длины провода в метрах (string length):

модель перекручивания проводников

Фотографии экспериментальных данных при сравнении исходного состояния кольца провода (initial) и состояние после тряски в коробке (after tumbling):

модель перекручивания проводников

Источник www.phonearena.com


Яндекс.Метрика