Ученые нашли объяснение необычному феномену: цепочка бусин, вытянутая из стакана, поднимается над его краем, прежде чем упасть, что на первый взгляд противоречит законам физики.

Если положить цепочку из бусин в стакан на некоторой высоте над полом, а потом потянуть за один конец, то под действием силы тяжести цепочка начнет вытягиваться из стакана. При этом она будет не просто «течь» через край, но подниматься над ним, прежде чем упасть, образуя «фонтан».

Это необычное явление впервые заметил научный фокусник Стив Молд (Steve Mould), демонстрирующий занимательные научные эксперименты в телепрограммах «Би-би-си». Видео, в котором он продемонстрировал фонтан из бусин, посмотрело более миллиона человек.

Молд пытался объяснить это явление инерцией, однако Джон Биггинс (John Biggins) и Марк Уорнер (Mark Warner) из Кембриджского университета (Великобритания), опубликовавшие статью в журнале Proceedings of the Royal Society A, нашли другое объяснение.

Ученые выяснили, что

бусины в цепочке не изолированы друг от друга, а ведут себя, как короткие «бруски», состоящие из нескольких бусин. Они построили модель, в которой бусины объединяются в бруски по трое. Размер такого бруска вычисляется по количеству бусин, которое нужно для того, чтобы цепь завернулась на 180 градусов (в данном случае — шесть бусин). Когда конец цепочки вытягивают из стакана вверх, каждый брусок поворачивается так, что его нижний конец начинает давить на стакан и оставшуюся в нем часть цепи, которые в ответ давят на брусок, выталкивая его вверх. Без этого цепь просто «перетекала» бы через край стакана, не образуя «фонтан», считают ученые. Они продемонстрировали такое поведение, сделав цепь, в которой отдельные бусины прилегали друг к другу не плотно, а были разделены нитью и не могли образовывать бруски.

Биггинс и Уорнер, преподающие физику в Кембридже, изначально наткнулись на «фонтан» из бусин в поисках заданий для своих студентов. Объяснение этого феномена ученым подсказал эксперимент Энди Руины (Andy Ruina) и его коллег из Корнелльского университета в Итаке (США). Они показали, что

брошенная цепь падает быстрее, когда ее конец касается поверхности.

Это объясняется похожим образом: как только конец первого бруска в цепи касается поверхности, она давит на него вверх, из-за чего брусок переворачивается и другой его конец тянет другие бруски за собой вниз.