¿Por qué no podemos romper un huevo con nuestras manos aplicando fuerza en lados opuestos del huevo?

Es un fantástico ejemplo de la teoría de la membrana en el trabajo.

Los materiales frágiles como las conchas son excepcionalmente eficientes en la transferencia en las fuerzas de los aviones en contraste con las fuerzas fuera del plano.

[1] “Las cáscaras de huevo aviar pueden romperse fácilmente cuando se impactan en un punto localizado; sin embargo, exhiben una resistencia impresionante cuando se someten a una carga de compresión bien distribuida. Por ejemplo, una demostración común de la fuerza del material es apretar firmemente un huevo de gallina a lo largo de su eje principal entre las manos sin romperlo “.

Mientras exprimes el huevo como se muestra en la imagen, las fuerzas que apliques actuarán en el plano de la cáscara de huevo. Entonces, es por eso que funciona muy bien.

Es como tratar de romper un trozo de madera tirando de ambos extremos. El palo se puede romper tirando de ambos extremos, pero requerirá una cantidad considerable de fuerza para romperlo. Reconocemos lo anterior de forma intuitiva y, por lo tanto, aplicamos un giro sujetando la palanca en un extremo o sujetando el brazo en ambos extremos y aplicando fuerza en el medio.

Los huevos son muy difíciles de romper apretándolos porque se comportan como caparazones delgados. Las estructuras de las conchas derivan su fuerza de la curvatura, por lo que la geometría de la estructura importa mucho.

Cuando la carga aplicada es uniforme / distribuida, las fuerzas experimentadas por el armazón se transmiten como fuerzas de corte en el plano y la tensión en la dirección del espesor es despreciable. Y entonces es muy difícil romper un huevo exprimiéndolo. Y puedes intentar apilar libros con huevos como apoyo.

Creo que sería razonable suponer que el desarrollo de una grieta visible es una indicación de falla . Entonces, para romper un huevo fácilmente, debes usar carga concentrada. Tienes que aplicar carga en un área muy pequeña (prueba con un cuchillo o una cuchara). Esto producirá momentos de flexión y la cubierta se agrietará.

Los materiales frágiles (cáscara de huevo, etc.) no funcionan muy bien en la transferencia de fuerzas como momentos de flexión ya que son débiles en tensión.

El comportamiento de shell puede predecirse mediante modelos matemáticos con precisión.

[1] Luminaria de prueba mecánica con espécimen de huevo de gallina. ( a ) Se aplica carga distribuida en el huevo ( b ) Se aplica carga puntual sobre el huevo.

[1] Carga aplicada frente a Gráfico de deformación.

Cepa = cambio en longitud / longitud original

Lo anterior indica la carga aplicada sobre el huevo y el cambio correspondiente en la longitud del huevo.

[1] ( a ) Tapa de huevo de la aplicación de carga distribuida. ( b ) Fallo de fisuración local por aplicación de carga puntual.

Aunque las conchas son muy eficientes, no son indestructibles. Las cáscaras de los huevos se rompen y se necesitan aproximadamente 50 Newtons de fuerza para hacerlo. Este número será muy acorde con el grosor y la propiedad del caparazón.

Referencia

[1] Cerámica técnica de la naturaleza: la cáscara de huevo aviar: Eric N. Hahn, Vincent R. Sherman, Andrei Pissarenko, Samuel D. Rohrbach, Daniel J. Fernandes, Marc A. Meyers

Teoría de platos y conchas , Autor: Stephen Timoshenko.

De acuerdo, daré un paso a la vez:

1. Aquí hay un video que le da una idea de por qué no puede romperlo aplicando fuerza en lados opuestos del huevo. La prueba de resistencia a la compresión.

2. Para ilustrar verdaderamente el poder del huevo. Aquí está Richard Hammond equilibrando las toneladas de metal en los huevos sin romperlo.

3. He aquí por qué?

Como sabes, las cáscaras de huevo son pequeñas cosas bastante frágiles. Pero cuando exprimes un huevo en tu mano desnuda, su fuerza es sorprendente. Eso es porque las cáscaras de huevo son bastante fuertes en la compresión, pero hay un poco más que eso.

La verdadera fuerza de un huevo reside en su forma. Un lado del golpe de un objeto filoso ejerce presión sobre la delgada capa y la rompe fácilmente. Pero apretar dirige la presión en el huevo para que se comprima a lo largo, no a través del caparazón.

Los arquitectos e ingenieros han utilizado curvas suaves para soportar el peso de las estructuras durante siglos. Se llaman arcos y puedes verlos en edificios y puentes de todo el mundo. Un arco dirige la presión para que comprima (aprieta) el material de construcción. Incluso un bloque de concreto es bastante fácil de romper si lo golpeas con algo parecido a un martillo. Pero bajo compresión desde arriba, el concreto es increíblemente fuerte. En comparación, un huevo es realmente una increíble pieza de ingeniería natural. ¡Por suerte para los cluckers que consideran que un huevo tiene que salir de una gallina, sabes qué de una sola pieza!

Ah, y así es cómo engañar a un amigo para que crea que eres mucho más fuerte que ellos. Primero, asegúrate de que no lleven anillos y desafíalos a que rompan un huevo de esta manera. Dígales que intenten lo más que puedan antes de darse por vencidos. Ahora, si usas un anillo en uno de tus dedos, deberías poder romper el huevo. Asegúrese de que el anillo haga un buen contacto con el huevo y apriete de la misma manera. La presión en el punto donde el anillo está tocando el huevo debería ser suficiente para romperlo, pero aún tienes que apretar muy fuerte, ¡así que ten cuidado! Huevo crudo se pulverizará por todo el lugar cuando se rompe !!!

(Aquí un famoso experimento de caída de huevo que apareció en mythbusters:

Para experimentos de huevos más divertidos, verifique:

Steve Spangler Science)

¡Aclamaciones!

Hay varias formas de responder esto. Uno de ellos es estructural y el otro es evolutivo.

Desde una perspectiva evolutiva, los huevos que no se rompen son más propensos a incubar criaturas que maduran hasta convertirse en adultos y producen más huevos. Entonces la evolución conducirá a un diseño de un huevo que no se romperá en las condiciones más probables para romperse. ¿Cuáles son las condiciones más probables para romperse? Caída (impacto en un lado) y aplastamiento (presión en dos lados opuestos). Así que la evolución ha llevado a una forma ovalada y una estructura externa fuerte que resiste la ruptura en esas situaciones.

Desde una perspectiva estructural, la forma oval y casi esférica es ideal para distribuir la fuerza de aplastamiento y resistir la rotura de la fuerza de aplastamiento. La dureza del caparazón también ayuda, por supuesto. Múltiples factores se equilibran en el proceso evolutivo del diseño de los huevos: lo suficientemente fuertes como para evitar un accidente o ataque de un depredador, con los recursos disponibles que dependen de las fuentes de alimentos y la biología de la madre, y lo suficientemente delgados como para ser picoteados. el interior por una nueva chica. ¡Un ejercicio de ingeniería exigente!

Dada la necesidad, es probable que existan microestructuras y materiales en la cáscara del huevo en sí que soporten la distribución de la fuerza, lo que hace más difícil romperlos mediante trituración, pero no conozco los detalles.

Lo que hace que los huevos sean excepcionalmente fuertes:

¡Claro y simple, la forma del huevo es el secreto! La forma única del huevo le da una fuerza tremenda, a pesar de su aparente fragilidad. Los huevos son similares en forma a un arco tridimensional, una de las formas arquitectónicas más fuertes. El huevo es el más fuerte en la parte superior e inferior (o en el punto más alto del arco). Si sostiene un huevo en su mano y lo aprieta en la parte superior e inferior, el huevo no se rompe porque está agregando presión a los extremos que son las partes más fuertes del huevo. La forma curva del caparazón también distribuye la presión de manera uniforme por todo el caparazón en lugar de concentrarla en un punto determinado. Si rodea completamente el huevo con la mano y luego lo aprieta, la presión que aplica apretando se distribuye uniformemente por todo el huevo. Sin embargo, los huevos no resisten bien las fuerzas desiguales, razón por la cual se agrietan fácilmente en el costado de un recipiente.

Hasta donde yo sé, la cáscara de huevo se puede considerar equivalente a la estructura del arco que siempre se someterá a compresión axial solamente. Cuando se le da la carga uniforme a la estructura del arco, la carga se transformará milagrosamente en una compresión axial que actúa a lo largo del miembro del arco. La forma en que se transfiere la carga externa también es la misma que la de la estructura del arco. Cuando intenta agarrar el huevo con la mano y le da la presión para romperlo, la presión se transfiere longitudinalmente a la estructura de la carcasa, en lugar de transferirse perpendicularmente al plano de la cubierta. Como resultado, el huevo no sufre fractura, ya que la única fuerza que se produce en el caparazón es simplemente la fuerza axial de compresión, que se produce longitudinalmente a lo largo de la estructura de la carcasa.

Esto es exactamente lo que sé y veo …

PD: Sin embargo, nunca he experimentado hacerlo antes. Siempre he querido poner mi mayor fuerza de agarre cada vez que sostengo el huevo para romperlo con mi propia mano. Pero justo antes de tratar de utilizar todo mi agarre, el miedo a que la concha se rompa accidentalmente y lastime mi palma me impide hacerlo. Por lo tanto, yo mismo nunca he intentado romperlo con mi propio control hasta ahora.

Bueno, ¿qué tal lo siguiente?

Cómo exprimir un huevo sin romperlo

¿Es posible apretar un huevo lo más fuerte que puedas sin romperlo? ¡La respuesta es sí! Todos hemos aprendido la difícil (y desordenada) forma en que los huevos pueden ser frágiles, pero a pesar de su reputación, los huevos son increíblemente fuertes. Sorprende a tus amigos y a ti mismo haciendo este experimento fácil.

Método 1 de 2: 1 Método de mano

1. Pon un huevo en tus dedos.

2. Cierre su mano para que sus dedos queden completamente envueltos alrededor del huevo.

3. Exprime el huevo aplicando presión uniforme alrededor del caparazón.

4. ¡Mire el asombro de todos (principalmente el suyo) ya que el huevo permanece entero y su mano permanece seca!

***

Método 2 de 2: 2 Método de mano

1. Atar sus dedos juntos.

2. Coloque el huevo longitudinalmente entre sus palmas.

3. Aprieta las palmas juntas tan fuerte como puedas sobre las puntas del huevo.

Y ahí lo tienes 🙂

No es que no puedas hacerlo, pero requiere mucha fuerza. La mayoría de las personas tiene los dedos muy débiles, y la cantidad de torque o presión que sus dedos pueden producir es muy pequeña.

Si entrenas como un monstruo, te sorprendería la fuerza que puedes crear con tus dedos. ¿Has visto gente destrozar cuartos o centavos por la mitad? ¿Has visto gente tomar una sartén y enrollarla como un burrito?

Es posible, pero no para la mayoría de las personas.

Algunos enlaces necesitan fuerza constante para romperlos, mientras que otros necesitan fuerza de impacto.

P.ej. Puedes pararte sobre el vidrio y no se romperá. Pero cuando lo dejas caer al suelo, se rompe fácilmente.

Luego toma un lápiz de madera. Puede soltarlo n número de veces, permanecerá intacto. Pero puedes romperlo fácilmente con la fuerza de tus manos.

El huevo necesita fuerza de impacto como el vidrio.

No es que no puedas hacerlo, pero requiere mucha fuerza . La mayoría de las personas tiene los dedos muy débiles y la cantidad de torque o presión que sus dedos pueden dar

Aparentemente, si coloca un huevo en la palma de su mano y cierra la mano para que sus dedos queden completamente envueltos alrededor del huevo, entonces apriételo, el huevo no se romperá. Debe probarlo usted mismo. Si te preocupa hacer un gran desastre, solo hazlo sobre la cocina o el lavabo del laboratorio. (Sin embargo, asegúrese de no llevar un anillo).
Los huevos son increíblemente fuertes a pesar de su reputación de ser tan frágiles. Los huevos tienen una forma similar a un arco tridimensional, que es una de las formas arquitectónicas más fuertes. La forma curva de la concha distribuye la presión de manera uniforme por todo el caparazón en lugar de concentrarla en un punto determinado. Mientras exprimes el huevo, estás aplicando presión uniforme alrededor del caparazón. Pero los huevos NO resisten bien a las fuerzas desiguales, por lo que se agrietan fácilmente en el costado de un cuenco, o si haces el mismo experimento mientras usas un anillo.

Porque el pollo estaba cruzando la calle?

Usted puede.
El truco es asegurarse de que la punta de sus dedos aplique la presión sobre el caparazón, desde cualquier lado, para que se aplique más fuerza al huevo.

La forma más fácil es romper el huevo con un cilindro delgado que tiene su masa concentrada en un lado.

Por lo tanto, es F = P × A = m × a 😉
* el lado de la ciencia *

Entonces, esta única situación no es imposible, pero requiere un poco de ciencia 🙂

Solo asegúrate de llevar un delantal xD

Aclamaciones,
Vikram.

Necesitas aprender un poco de física para entender eso

La forma elipsoidal es la razón, el arco se usa desde hace siglos cuando no había nada con lo que pegar las piedras.

es porque la fuerza aplicada en ambos extremos se vuelve igual por la tercera ley de Newton. Esto nunca puede romperse