https://www.youtube.com/watch?v=-QTkPfq7w1A
Video je o fyzikálním paradoxu známém jako Braessův paradox a o mechanismu, který se chová protiintuitivně tím, že se zmenšuje, když se na něj táhne, místo aby se prodlužoval. Tento paradox se projevuje v různých systémech od mechanických struktur přes dopravní sítě až po elektrické sítě a dokonce i potravní řetězce.
Odborné názvy a vědecké teorie, které jsou ve videu zmíněny, zahrnují:
-
Braessův paradox: Paradox dopravního plánování, kdy přidání nové cesty do dopravní sítě může zhoršit dopravní situaci pro všechny řidiče, jak platí i na příkladu uzavření 42. ulice v New Yorku.
-
Hookeův zákon: Zákon pružnosti, podle kterého je prodloužení pružiny přímo úměrné působící síle.
-
Kontrapružinový efekt (Counter-snapping): Fenomén, kdy mechanická struktura, na rozdíl od běžných očekávání, při natažení se zmenšuje.
-
Snapping (prasknutí): Fenomén, kdy materiál náhle přechází do jiné konfigurace při překročení určité síly či deformace.
-
Mechanické metamateriály: Materiály s exotickými mechanickými vlastnostmi, které mohou zahrnovat negativní stlačitelnost.
-
Rezonance a změna přirozené frekvence: Mechanismus v zařízení, kde změna konfigurace mění jeho vlastní frekvenci k redukci vibrací.
Potvrzená zjištění a příklady ve videu:
-
Uzavření 42. ulice v New Yorku během Earth Day v roce 1990 vedlo ke snížení dopravní zátěže díky Braessovu paradoxu.
-
Mechanismus složený ze tří komponent se chová tak, že se při natažení místo prodloužení zmenšuje, což je analogie Braessova paradoxu v mechanice.
-
Tento jev může být použit k řízení vibrací a rezonance v materiálech a zařízeních.
Města zmíněná ve videu:
-
New York: Zmínka o dopravní situaci na 42. ulici během Earth Day.
-
Boston, London, Seoul: Zmíněna jako příklady měst, kde se Braessův paradox také objevil ve vztahu k dopravě.
Video také ukazuje praktický experiment s pružinami a systémy lan, který demonstruje tento kontraintuitivní efekt a vysvětluje základní mechaniku jevu. Vědecký výzkum zmíněný zahrnuje práci Paula Ducarme a Bas Overvelde z AMOLF institutu a publikace v Proceedings of the National Academy of Sciences o exotických mechanických vlastnostech a countersnappingu.
* * *
Ve videu je zmínka o dopravní situaci na 42. ulici v New Yorku během Earth Day v roce 1990 přibližně v čase kolem 5:05 až 6:30.
O zácpách se tam mluví tak, že 42. ulice patří k nejvytíženějším ulicím v Manhattanu s téměř neustálými dopravními zácpami. Během 20. výročí Earth Day byla tato ulice uzavřena pro dopravu, přičemž odborníci a veřejnost očekávali katastrofické dopravní dopady. Nicméně, dopravní situace se nečekaně zlepšila, zátěž v dopravě klesla a hustota aut se snížila asi o 20%.
Braessův paradox se tam vysvětluje na jednoduchém modelu dvou cest přes město, kdy přidání nové spojnice mezi dvěma trasami vede paradoxně k horší dopravě, protože jednotliví řidiči se snaží minimalizovat svůj vlastní čas jízdy a všichni začnou tuto novou cestu využívat. To přetíží úzké části tras a celý systém se zpomalí, přestože by teoreticky nová cesta měla dopravu zlepšit.
Historicky bylo zjištěno, že odstranění této nové spojnice (případně uzavření některých silnic) může ve skutečnosti zlepšit celkovou plynulost dopravy. Tento paradox poprvé objevil Dietrich Braess v roce 1968, když analyzoval dopravní sítě a přišel na to, že přidání nové cesty v některých případech zvyšuje celkový dopravní čas pro všechny.
V praxi se tento jev potvrdil nejen v New Yorku, ale také v dalších městech jako Boston, Londýn a Soul, kde přidání či odstranění silnic vedlo ke změně dopravního zatížení, která byla často kontraintuitivní a odpovídala Braessovu paradoxu.
Toto vysvětlení a příklady jsou součástí většího kontextu videa o kontrapružných mechanických systémech a obecné principy komplexních sítí, kde přidání nové části sítě může zhoršit její fungování.https://www.youtube.com/watch?v=-QTkPfq7w1A
Žádné komentáře:
Okomentovat