Proč jsou stopy v mokrém písku nakrátko suché?

16. 10. 2017 8:00:45
Když se procházíte po mokrém písku, můžete si všimnout zajímavého jevu. Písek, na kterém právě stojíte, se zdá být světlejší a sušší než zbytek pláže. Je to trik nebo optický klam? (délka blogu 5 min.)

Podobnými jevy se zabývá relativně mladé fyzikální odvětví – fyzika granulovaných materiálů. Zkoumá kolektivní vlastnosti malých pevných částic, materiálů, ke kterým patří například obyčejný písek.

Poté, co stoupnete na vlhký písek, zesvětlá a zdá se, že trochu oschl. Když nohu zase zvednete, vrátí se do původního stavu. Fenomén, který pozorujeme na pláži s mokrým pískem, se jmenuje „dilatance“.

Za tyto a jiné zajímavé změny může fakt, že se písek chová jako výjímečný materiál. Některé jeho vlastnosti se projeví dokonce jen v přítomnosti vody nebo vlhkosti.

Co je těžší? Krychlový metr suchého nebo mokrého písku?

Písek se skládá z malých zrníček (0,063 až 2 mm), které se navzájem dotýkají nevelkými ploškami. Protože nejsou zrnka stejnoměrná ani stejně velká, nachází se mezi nimi také malé proluky. Když se do nich dostane voda nebo vlhkost, postarají se kapilární jevy mezi zrníčky písku o vznik síly, která zrníčka slepuje. Voda je nejen lepí k sobě, zároveň je také dobrým mazadlem, které umožňuje vzájemný posun jednotlivých částeček. Písek se vlivem těchto dvou jevů zhutňuje. Jednotlivá zrnka se slepují a vzájemně se posouvají, takže písek pak zaujme určitý minimální objem.

Mimochodem - ze stejného důvodu se písek převáží hlavně v mokrém stavu. Mokrého písku se jednoduše vejde na korbu auta víc, než suchého.

Co se děje s mokrým pískem na pláži?

Písek je na plážích smáčen vodou vln. Díky výše popsanému vlivu vody se ukládá do zhutnělého stavu poté, co vlna pláž opustila.

Když pak kráčíte po mokrém písku, ničíte jeho perfektní strukturu váhou svého těla. Na zrníčka písku působí díky vaší váze určitá síla. Díky tomu, že se zrnka navzájem dotýkají, může se tato síla přenášet mezi jednotlivými zrnky nejen svisle ale také horizontálně. Zrnka písku ve spodních vrstvách se nemohou posouvat svislým směrem (dolů) – zato se mohou pohybovat do stran. Vznikají mezi nimi větší proluky nebo póry.

Na povrchu se taková narušená vrstva písku jeví sušší a světlejší. Gravitace totiž donutí ono malé množství vody, které bylo v písku původně přítomné, klesat do níže položených (a nyní rozšířených) pór.

Jakmile přestane tlak působit, začnou se písková zrnka znovu pod vlivem kapilárních sil „rovnat“ do optimální a hutnější struktury. Písek zase ztmavne nebo se na jeho povrchu ve šlápotě po lidské noze dokonce vytvoří louže z přebytečné vody.

Hrátky vody s pískem

Písek hraje s vodou často překvapivou hru. O tom, jak se bude chovat směs vody a písku, rozhoduje jejich vzájemné množství.

Suchý písek, ve kterém není žádná vlhkost, se chová tak trochu jako kapalina. Proteče vám mezi prsty, protože se jednotlivá zrnka vzájemě neslepují.

Když se do písku dostane jen určité menší množství vody, stává se původně sypký písek pevnou hmotou. Jednotlivá zrnka písku přitom drží pohromadě kapilární síly a koheze. Z takového písku se dají stavět různé stavby, které drží pohromadě tak dlouho, dokud písek nevyschne. Za optimální se považuje zhruba 125 ml vody na 1000 ml běžného písku. Směs má v tomto stavu největší soudržnost.

Pokud se do písku dostane větší množství vody, než jaké je potřebné ke kohezi, stává se z něj tekutá a plastická, kašovitá hmota. Čerstvá písečná „kaše“, která má ještě poměrně velké množství vody, se vyznačuje tím, že jsou zrnka písku od sebe dostatečně vzdálená. Při otřesu mohou ztratit kontakt úplně – jevu se říká tekutý písek.

Materiál s velkým přebytkem vody je pak vlastně jen velkým množstvím zrnek, rozptýlených v kapalině. Není divu, že se také jako kapalina chová.

Pokračování příště: Tekutý písek – dá se v něm utopit?

Autor: Dana Tenzler | pondělí 16.10.2017 8:00 | karma článku: 27.53 | přečteno: 1203x

Další články blogera

Dana Tenzler

Čokoládoví velikonoční zajíčci

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, odkud se vlastně vzali velikonoční zajíčci a vajíčka z čokolády, kterých jsou před velikonocemi plné obchody? (délka blogu 3 min.)

18.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 20.52 | Přečteno: 325 | Diskuse

Dana Tenzler

První lidé, kteří přišli do Evropy - nové datování hornin

Nedávno proběhla médii zpráva o tom, že lidstvo začalo osídlovat Evropu z východu kontinentu. Jak ale vědci určili stáří vzorků? Na datování pomocí radioaktivních izotopů uhlíku totiž byly moc staré. (délka blogu 5 min.)

14.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 24.60 | Přečteno: 430 | Diskuse

Dana Tenzler

Umělé zatmění Slunce

ESA se chystá vytvořit (s pomocí dvou satelitů) první umělé zatmění Slunce. Nový převratný experiment na oběžné dráze Země. (délka blogu 3 min.)

11.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.23 | Přečteno: 266 | Diskuse

Dana Tenzler

Budoucnost života na Zemi (4) - vliv Měsíce

Poslední díl malého seriálu o budoucnosti života na Zemi. Může naši planetu zachránit vliv Měsíce? Shrnutí a statistika počítačových simulací. (délka blogu 3 min.)

6.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 20.92 | Přečteno: 283 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Čokoládoví velikonoční zajíčci

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, odkud se vlastně vzali velikonoční zajíčci a vajíčka z čokolády, kterých jsou před velikonocemi plné obchody? (délka blogu 3 min.)

18.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 20.52 | Přečteno: 325 | Diskuse

Dana Tenzler

První lidé, kteří přišli do Evropy - nové datování hornin

Nedávno proběhla médii zpráva o tom, že lidstvo začalo osídlovat Evropu z východu kontinentu. Jak ale vědci určili stáří vzorků? Na datování pomocí radioaktivních izotopů uhlíku totiž byly moc staré. (délka blogu 5 min.)

14.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 24.60 | Přečteno: 430 | Diskuse

Dana Tenzler

Umělé zatmění Slunce

ESA se chystá vytvořit (s pomocí dvou satelitů) první umělé zatmění Slunce. Nový převratný experiment na oběžné dráze Země. (délka blogu 3 min.)

11.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.23 | Přečteno: 266 | Diskuse

Martin Tuma

Matematický mozkolam s váhami

Nepravidelný občasník zaměření na občerstvení mozkových závitů v matematice. Neváhejte to zkusit, třeba v sobě objevíte netušený talent.

8.3.2024 v 12:55 | Karma článku: 10.36 | Přečteno: 493 | Diskuse

Rudolf Pekař

Praotec Ukrajinec? No a co?

Naděje a očekávání vyplývající z vědeckých objevů jsou něčím, co nás jako lidstvo posouvá vpřed. Nedávno objevené nejstarší pravěké lidské osídlení na území Evropy v západní Ukrajině je přesně takovým objevem.

7.3.2024 v 11:45 | Karma článku: 10.12 | Přečteno: 568 | Diskuse
Počet článků 959 Celková karma 20.28 Průměrná čtenost 1290

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Nutný výchovný pohlavek, souhlasí Bouček i Havlová s přerušením projevu na Lvu

Moderátor Libor Bouček ostře zareagoval na kauzu ohledně délky proslovu režisérky Darji Kaščejevové na předávání cen...

Švábi, vši a nevychované děti. Výměna manželek skončila už po pěti dnech

Nová Výměna manželek trvala jen pět dní, přesto přinesla spoustu vyhrocených situací. Martina ze Znojma se pokoušela...

Vyzkoušeli jsme podvod z Aliexpressu. Může vás přijít draho, i po letech

Nakoupili jsme na Aliexpressu a pěkně se spálili. Jednu USB paměť, dvě externí SSD a jeden externí HDD. Ve třech...

Chtěli, abych se vyspala s Baldwinem kvůli jeho výkonu, říká Sharon Stone

Herečka Sharon Stone (66) jmenovala producenta, který jí řekl, aby se vyspala s hercem Williamem Baldwinem (61). Měla...

Byla to láska na první pohled, říká hvězda Gilmorek o manželství s modelkou

Milo Ventimiglia (46), představitel Jesse ze seriálu Gilmorova děvčata nebo Jacka Pearsona ze seriálu Tohle jsme my, je...