बहुत से लोग ऐसी स्थिति में आ गए हैं जहाँ एक ट्रॉली या दो पहियों वाला एक बैग अपनी संतुलन अवस्था को तेज़ गति से खो देता है - और बगल से झूलने लगता है। अवांछित पार्श्व आंदोलन के लिए ट्रिगर जमीन पर एक अचानक बाधा या दिशा का अचानक परिवर्तन हो सकता है। उसके बाद, सूटकेस सही जगह पर घूमने लगता है, और जब तक सूटकेस अपनी तरफ गिरता है तब तक दोलनों का आयाम बढ़ जाता है।
इस घटना ने अतीत में कई सैद्धांतिक अध्ययनों को जन्म दिया है, लेकिन शोधकर्ताओं ने सूटकेस के उतार-चढ़ाव को या तो एक साधारण गैर-विघटनकारी
नाइलिनियर पेंडुलम (
ग्रैनर एट अल।, भौतिकी की समस्याएं, 2011 ), या एक मजबूर
नॉनलाइनर पेंडुलम (
प्लो , एक्टा मैकेनिका, 1996 ) के रूप में मान्यता दी।
इन कार्यों के लेखकों के अनुसार, वॉकर सूटकेस के हैंडल पर एक आवधिक क्षण बनाता है और, प्राकृतिक आवृत्तियों की सीमा के लिए, सूटकेस कैप करता है। इन अध्ययनों में, सूटकेस में स्वतंत्रता की एक अनूठी डिग्री थी, जो प्रारंभिक संपत्ति के रूप में अंतर्निहित अस्थिरता को रोकती थी। वास्तव में, एक सूटकेस की समृद्ध गतिशीलता वास्तव में अनुवादक और घूर्णी आंदोलनों के संयोजन द्वारा बनाई गई है। एक ठोस शरीर अन्य बलों के साथ संपर्क के बिंदुओं पर उस पर कार्य करने वाली शक्तियों के कारण विषम आंदोलनों के ऐसे संबंध का अनुभव कर सकता है। ये बल या तो सूटकेस की स्थिति (होलोनोमिक प्रतिबंध) को सीमित करते हैं, या स्थिति और गति (गैर-आर्थिक प्रतिबंध) के बीच संबंध स्थापित करते हैं। हालाँकि, होलोनॉमिक प्रतिबंध इस मायने में सख्त हैं कि वे स्वतंत्रता की सीमाओं को खत्म करते हैं, गैर-आर्थिक प्रतिबंधों के विपरीत, सूटकेस को अधिक स्वतंत्रता देते हैं। आंदोलनों की चौड़ाई जो गैर-आर्थिक प्रतिबंध प्रदान करती है, अक्सर परजीवी आंदोलनों की ओर ले जाती है। प्रसिद्ध उदाहरण
मशीन टूल्स या कार के पहियों के कंपन के
पुनर्योजी ढीला हैं । वैज्ञानिकों का कहना है कि सूटकेस का घूमना उसी घटना का एक और उदाहरण है।
पेरिस विश्वविद्यालय (सोरबोन) में जटिल प्रणालियों और सामग्रियों की प्रयोगशाला से भौतिकविदों के एक समूह ने 2017 शन्नोबेल पुरस्कार का स्पष्ट रूप से दावा करते हुए, इस समस्या का
सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक रूप से अध्ययन किया। प्रयोगों के लिए, वजन के साथ दो पहियों पर एक विशेष स्थापना डिजाइन की गई थी।
वैज्ञानिकों ने प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक सबूत दिए हैं कि सूटकेस का बोलबाला अस्थिरता के कारण होता है। यह अस्थिरता अपने आगे के आंदोलन के प्रभाव के तहत सूटकेस के झुकाव और बदलाव के लिए आंदोलनों के कनेक्शन से उत्पन्न होती है। विशेष रूप से, पहिया को जमीन से दूर ले जाने और इसे ऊपर उठाने के कारण रोलिंग सूटकेस को किनारे की ओर ले जाता है। इस स्थिति में, पहिए बिना फिसले घूमते हैं, और हैंडल से रोलिंग व्हील तक झुकाव का अक्ष पहिया के रोटेशन के अक्ष के लंबवत नहीं है। यह गड़बड़ी सूटकेस के स्विंग के आयाम को प्रभावित करती है, जो समय के साथ फीका या बढ़ जाता है। ऐसी अस्थिर स्थिति में, सूटकेस अंततः बदल जाता है या स्थिर दोलनों के सीमा चक्र तक पहुंच जाता है, वैज्ञानिक कार्य के लेखक लिखते हैं।
दिलचस्प है, अस्थिरता केवल ज्यामितीय मापदंडों की एक निश्चित श्रेणी के लिए और केवल महत्वपूर्ण ड्राइविंग गति के बाहर उत्पन्न होती है। शोधकर्ताओं ने एक सूटकेस के एक छोटे मॉडल पर प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की, झूलने वाले बल पर इसकी ज्यामिति और गति के प्रभाव का अध्ययन किया - और इसी द्विभाजित आरेखों को संकलित किया। उन्होंने पाया कि विशेष रूप से, यह कम रोलिंग गति पर एक सूटकेस को असंतुलित करने के लिए उच्चतर की तुलना में आसान है। यह आंशिक रूप से पिछले सिद्धांतकारों के निष्कर्षों का खंडन करता है, जिन्होंने अस्थिरता के लिए आवश्यक स्थिति के रूप में सूटकेस की उच्च रोलिंग गति को इंगित किया था।
इस प्रकार, रोलिंग गति जितनी अधिक होगी, उतनी ही कम संभावना होगी कि सूटकेस स्थिरता खो देगा और लुढ़क जाएगा। भौतिक विज्ञानी बताते हैं कि ऐसा इसलिए होता है क्योंकि एक सीधे मार्ग के साथ अनुवाद की गति के कारण सूटकेस को झुकाव की ओर कम करने के बजाय, पक्ष को और अधिक मोड़ने का कारण बनता है।
वैज्ञानिक उन यात्रियों को व्यावहारिक सलाह देते हैं जो सूटकेस के पेंडुलम के साथ सामना कर रहे हैं। इस स्थिति में, आपको धीमा होने की ज़रूरत नहीं है, बल्कि - एक कदम उठाएं और जितना संभव हो उतना तेज़ी से बढ़ाएं। वैज्ञानिक कार्यों के लेखक लिखते हैं, "हमें दोलनों के आयाम को धीमा करने के लिए तेजी के बजाय तेजी लाने की आवश्यकता है, लेकिन वे तुरंत निराशा की एक नोट के साथ जोड़ते हैं:" एक अनुभवहीन सूटकेस ट्रैक्टर इस तरह से प्रतिक्रिया नहीं करेगा। "
पार्श्व आंदोलनों से ऊर्जा को स्थानांतरित करने का एक वैकल्पिक तरीका क्षैतिज के झुकाव के कोण को कम करना है, अर्थात, वापस लेने योग्य संभाल को कम करना।
21 जून, 2017
को रॉयल सोसाइटी की कार्यवाही (doi: 10.1098 / rspa.2017.0076) पत्रिका में लेख
प्रकाशित हुआ था।