Uden magiske isprinsessekræfter kan det være en alvorlig udfordring at bygge den perfekte snemand. Ofte bliver vores bestræbelser lidt klumpede eller skæve og smelter hurtigt til ukendelige klumper. Alligevel forbliver konstruktion af din egen personlige Frosty eller Olaf det afgørende vinter tidsfordriv.
Relateret indhold
- Hvordan "Slurpee" bølger formes langs en Nantucket-strand
- Brug dette kort til at spore snefaldet og de sociale medier i nærheden af den nordøstlige blizzard
Masser af YouTube-videoer og forældrewebsteder tilbyder rådgivning om snemand, og der er omtrent lige så mange vejledninger, som der er "Let It Go" -parodier på Internettet. Nogen patenterede endda instruktioner til opførelse af en snemand / snekvinde i 2011. Men alle råd kan være til intet, hvis du ikke har videnskab på din side. At forstå de fysiske egenskaber ved sne kan hjælpe dig med at finde ud af, om dit mesterværk er endda muligt, og principperne for stabling kan derefter vejlede din indsats.
Lad os først tale om sneen. "Sne kan enten være for våd eller for tør, " påpeger Dan Snowman, en fysiker ved Rhode Island College i Providence. Forskere klassificerer faktisk sne baseret på dets fugtighedsindhold - mængden af frit vand i forhold til iskrystaller - for ikke at forveksle med den mængde vand sneen ville producere, hvis den smeltes. Sne kommer i fem kategorier: tørt (nul procent vand), fugtigt (mindre end 3 procent), vådt (3 til 8 procent), meget vådt (8 til 15 procent) og slush (mere end 15 procent).
I denne skala er fugtig til våd sne ideel til snemandbyggeri, ifølge Jordy Hendrikx, en sneforsker ved Montana State University. Tør sne er som et løst pulver med partikler, der ikke klæber godt sammen, mens slaps er for flydende til at have en form. ”Du kan tænke på det frie vand som 'limen'. Du har brug for nok til at klæbe krystallerne sammen, men ikke for meget. Ellers danner det ikke en solid snemand, ”siger Hendrikx.
Snekrystallformer ændrer sig markant med temperaturen. (Kenneth Libbrecht / Baseret på eksperimenter fra U. Nakaya) Den omgivende lufttemperatur bestemmer hovedsageligt vandmængden i sneen og dens krystalstruktur. Våde og fugtige sne falder ved omkring 32 grader Fahrenheit. Langt under frysepunktet temperaturer giver tørrere sne, fordi flere vandpartikler fryser til krystaller. Frisk faldne våde eller fugtige snekrystaller er normalt formet som klassiske forgrenede snefnug, kaldet dendritter, hvilket giver masser af overfladeareal for den vandige lim at binde sig sammen med. Koldere forhold producerer flade pladeformer med mindre overfladeareal, hvilket gør det endnu sværere at forme det tørre pulver til snebolde og snemænd.
”År med eksperimentering og forskning med mine børn afslører en sne-til-vand-ækvivalens på ca. 5: 1 giver sneen ideel til at bygge den perfekte snemand, ” siger Snowman.
Så hvilken slags storm ville producere denne specielle blanding af fugtig eller våd sne? ”De bedste storme er dem, der kommer temmelig varmt - for det er sne”, siger Hendrikx. Det betyder bare en grad eller to over eller under frysning. På den amerikanske østkyst ville en kølig, våd nordøst - ikke i modsætning til snøstormen, der ramte nordøst i denne uge - gøre susen. Polære virvelforhold ville mere sandsynligt drysse det tørre pulver, der tilbyder en blød, glat tur ideel til skiløb.
Når råmaterialet er på jorden, er det tid til at vælge din snemand bygningsoverflade. Jævnt underlag er bedst, men asfalt absorberer og holder varme fra sollys, så undgå indkørsler. Et fladt sted nær bunden af en stor bakke kan give skygge og holde din skabelse beskyttet mod direkte varme fra solen - selvom det kan vinde op som et mål for slæder.
Kugler er de bedste byggesten til snemænd. Dannelse af snebolde og pakning af sneen udøver pres på iskrystallerne, så nogle smelter under konstruktionen. ”Efter smeltning vil vandet krystallisere igen og binde snebolden sammen, ” bemærker Snowman.
(Animeret gif via bloodydifficult.tumblr.com / Disney) Når det kommer til stabling, er den almindelige stor-mellem-lille struktur vejen at gå for at undgå væltning. ”At holde snemandens massecenter lavt er af afgørende betydning for konstruktionen af enhver snemand, ” siger Snowman. Massecentret henviser til punktet i ethvert objekt, hvor dens masse er koncentreret - hvis du kunne balancere en snemand på din finger, ville det være stabilt ved at holde det i centrum af massen. Jo tættere dette punkt er på jorden, jo mindre sandsynligt er det, at et lodret objekt falder over.
Ser man på snømandsbygning som en måde at undervise grundlæggende ingeniørprincipper på, antyder studerende ved Bluefield State College i West Virginia, at det optimale diameterforhold for sneboldene er 3: 2: 1 fra bund til top. Dette forhold holder basen i en tilstrækkelig størrelse til at understøtte den samlede vægt af de to øverste snebolde. I henhold til nogle konti er omvendt snemand konstruktion mulig, men sandsynligvis uholdbar. ”Disse er omtrent lige så almindelige som Sasquatch-observationer, ” advarer Snowman.
Og bygg ikke din afskyelige snemand med for stor, for der kan være en øvre grænse for størrelsen af kuglerne, der er relateret til sneindholdets vandindhold. ”Efterhånden som snebolden vokser, er det vanskeligere at anvende pres for at pakke tilstrækkeligt, ” siger Snowman. ”Dette resulterer potentielt i en ustabil struktur for Frostys kropsdele og kan resultere i katastrofisk fiasko.”
Ud over stabilitet kan kugler hjælpe din snemand med at opnå lang levetid, fordi formerne minimerer det overfladeareal, der udsættes for stigende temperaturer og dermed bremse smeltningen. ”Dette giver Frosty den bedste chance for at forblive rolig og kølig, ” siger Snowman. Desværre er smeltning uundgåelig, når temperaturerne stiger. Takket være Frozen ved vi alle, hvad der sker med snemænd om sommeren.
