Uten magiske isprinsessekrefter kan det være en alvorlig utfordring å bygge den perfekte snømannen. Ofte blir vår innsats litt klumpete eller skjeve og smelter raskt til ugjenkjennelige klumper. Likevel forblir det å konstruere din egen personlige Frosty eller Olaf det viktigste vinterdagsområdet.
Relatert innhold
- Hvordan "Slurpee" bølger formes langs en Nantucket-strand
- Bruk dette kartet til å spore snøfallet og sosiale medier-buzz rundt den nordøstlige snøstormen
Mange YouTube-videoer og foreldre nettsteder tilbyr snømannbygging råd, og det er omtrent like mange instruksjonsguider som det er “Let It Go” -parodier på Internett. Noen patenterte til og med instruksjoner for å bygge en snømann / snekvinne i 2011. Men alle råd kan være til intet hvis du ikke har vitenskap på din side. Å forstå de fysiske egenskapene til snø kan hjelpe deg med å finne ut om mesterverket ditt er til og med gjennomførbart, og prinsippene for stabling kan da lede din innsats.
La oss først snakke om snøen. "Snø kan enten være for våt eller for tørr, " påpeker Dan Snowman, en fysiker ved Rhode Island College i Providence. Forskere klassifiserer faktisk snø basert på fuktighetsinnholdet - mengden fritt vann i forhold til iskrystaller - for ikke å forveksle med mengden vann snøen ville produsert hvis den smeltes. Snø kommer i fem kategorier: tørt (null prosent vann), fuktig (mindre enn 3 prosent), våt (3 til 8 prosent), veldig våt (8 til 15 prosent) og slaps (mer enn 15 prosent).
I følge den skalaen er fuktig til våt snø ideell for snømannbygging, ifølge Jordy Hendrikx, en snøforsker ved Montana State University. Tørr snø er som et løst pulver med partikler som ikke fester seg godt sammen, mens slaps er for flytende til å holde en form. "Du kan tenke på det frie vannet som 'limet.' Du trenger nok til å feste krystallene sammen, men ikke for mye. Ellers vil det ikke danne en solid snømann, sier Hendrikx.
Snøkrystallformer endres betydelig med temperaturen. (Kenneth Libbrecht / Basert på eksperimenter av U. Nakaya) Den omkringliggende lufttemperaturen bestemmer hovedsakelig vannmengden i snø, så vel som krystallstrukturen. Våte og fuktige snø faller på rundt 32 grader Fahrenheit. Langt under minusgrader sørger for tørrere snø, fordi flere vannpartikler fryser til krystaller. Nylig falt våte eller fuktige snøkrystaller er vanligvis formet som klassiske forgrenende snøfnugg, kalt dendritter, og gir mye overflateareal for det vannige limet å binde seg til. Kaldere forhold produserer flate plateformer med mindre overflate, noe som gjør det enda vanskeligere å forme det tørre pulveret til snøballer og snømenn.
"År med eksperimentering og forskning med barna mine avslører en snø-til-vann-ekvivalens på omtrent 5: 1 som gir snøen som er ideell for å bygge den perfekte snømannen, " sier Snowman.
Så hva slags storm ville produsert denne spesielle blandingen av fuktig eller våt snø? "De beste stormene er de som kommer ganske varmt - for det er snø, " sier Hendrikx. Det betyr bare en grad eller to over eller under iskaldt. På den amerikanske østkysten ville en kul, våt nordøst-ikke - i motsetning til snøstormen som rammet nordøst denne uken - gjort susen. Polar virvelforhold vil mest sannsynlig strø det tørre pulveret som gir en myk, jevn tur ideell for ski.
Når råvaren er på bakken, er det på tide å velge snømannsbygningsoverflaten. Jevn grunn er best, men asfalt absorberer og holder varme fra sollys, så unngå innkjørsler. Et flatt sted nær bunnen av en stor bakke kan gi skygge og holde skapelsen trygg mot direkte varme fra solen - selv om det kan havne som et mål for sleder.
Kuler er de beste byggesteinene for snømenn. Å danne snøballer og pakke snøen sammen utøver press på iskrystallene slik at noen smelter under bygging. "Etter smelting vil vannet krystallisere igjen, og binde sammen snøballen, " bemerker Snowman.
(Animert gif via bloodydifficult.tumblr.com / Disney) Når det gjelder stabling, er standard stor-middels-liten struktur veien å gå for å unngå å velte. "Å holde snømannens massesenter lavt er avgjørende for konstruksjonen av enhver snømann, " sier Snowman. Massesenteret refererer til punktet i ethvert objekt der massen er konsentrert - hvis du kunne balansere en snømann på fingeren, ville du holde den i midten av massen holde den stabil. Jo nærmere dette punktet er bakken, jo mindre sannsynlig er det at en vertikal gjenstand faller over.
Ser på snømannbygging som en måte å lære grunnleggende ingeniørprinsipper, antyder studenter ved Bluefield State College i West Virginia at det optimale diameterforholdet for snøballene er 3: 2: 1 fra bunn til topp. Dette forholdet holder basen i en tilstrekkelig størrelse til å støtte den samlede vekten til de to øverste snøballene. I følge noen kontoer er omvendt snømannskonstruksjon gjennomførbart, men sannsynligvis uholdbart. "Disse er omtrent like vanlige som Sasquatch-observasjoner, " advarer Snowman.
Og ikke bygg den avskyelige snømannen for stor, for det kan være en øvre grense for størrelsen på kulene, relatert til snøens vanninnhold. "Når snøballen vokser, er det vanskeligere å bruke press for å pakke tilstrekkelig, " sier Snowman. "Dette kan potensielt resultere i en ustabil struktur for Frostys kroppsdeler og kan føre til katastrofal svikt."
I tillegg til stabilitet, kan kuler hjelpe snømannen din med å oppnå lang levetid, fordi formene minimerer overflateområdet som er utsatt for stigende temperaturer og dermed bremse smeltingen. "Dette gir Frosty den beste sjansen til å forbli rolig og kjølig, " sier Snowman. Dessverre er smelting uunngåelig når temperaturene stiger. Takket være Frozen, vet vi alle hva som skjer med snømenn om sommeren.
