Proč jsou stopy v mokrém písku nakrátko suché?
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?
Dana Tenzler
Co způsobuje barvu minerálů a hornin? (1)
Zamysleli jste se někdy nad tím, odkud berou minerály a horniny svou barvu? Vysvětlení barvy minerálů se dá překvapivě vysvětlit dynamikou žáků ve školní třídě. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (2)
Ze svých zkušeností s vývojem života na Zemi odhadujeme možnosti vývoje na cizích planetách. Jednotlivé specifikace planet z pohledu geologa. Kde se může život vyvíjet nejrychleji? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Proč nevidíme cizí civilizace - vysvětlení geologa (1)
Když chceme posuzovat možnosti vývoje života na cizích planetách, můžeme se spolehnout jen na své zkušenosti ze Země. Jaké typy planet jsou nejvhodnější a na jakých planetách se může život vyvíjet jen pomalu? (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jsou poškrábané teflonové pánve nebezpečné?
Mají se pánve, které mají teflonový povrch, vyhodit poté, co se poškrábaly? A proč se vlastně teflonový povrch tak lehce poškodí? (délka blogu 3 min.)
Dana Tenzler
Bludná planeta - první kandidát na osamělou planetu podobnou Zemi
Astronomové se věnují nejen exoplanetám v cizích planetárních systémech, ale také planetám, které jsou při své pouti vesmírem osamělé. Jak se dá nalézt temná bludná planeta? (délka blogu 4 min.)
Další články autora |
Nahá umělkyně za zvuků techna házela před dětmi hlínou. Už to řeší policie
Policie prošetřuje vystoupení, ke kterému došlo na Akademii výtvarných umění (AVU). Umělkyně a...
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Německo je otřeseno. Přišel brutální útok na politika, pak následoval další
Na lídra kandidátky německé sociální demokracie (SPD) v Sasku do evropských voleb Matthiase Eckeho...
Vyváděla strašné věci. Zahradil označil Jourovou za nejhorší z eurokomisařů
Premium Když Česko vstoupilo 1. května do Evropské unie, byl tam matador ODS Jan Zahradil kooptován...
Auto vyjelo z vozovky a srazilo tři lidi. Žena zemřela, dvě vnučky jsou zraněné
Osobní auto srazilo dnes odpoledne v Čáslavicích na Třebíčsku ženu a dvě děti. Žena srážku...
Putin je vrah, vítal protest motorkáře u hrobů sovětských vojáků v Praze
Motorkáři z Night Wolves MC Europe, odnože ruského motorkářského klubu Noční vlci, přijeli v...
Třeba to jednou vyjde, říkal si muž u online sázek. Zpronevěřil milion a půl
Gambler dnes už většinou nesedí u „beden“, kde čeká na tři třešničky v řadě. Jednou z nástrah...
Izrael chystá úder, evakuuje Rafáh. Hamás odmítá příměří, uvedl ministr
Město Rafáh na jihu Pásma Gazy začali v pondělí ráno opouštět první palestinští civilisté....
Češi poprvé vstoupí do pyramidy. Čekám překvapivé nálezy, říká egyptolog Bárta
Premium Čeští egyptologové začali v Abúsíru pracovat na výzkumu podzemí dosud netknuté pyramidy panovníka...
- Počet článků 973
- Celková karma 19,63
- Průměrná čtenost 1324x