Почему зубы имеют сложную форму: биомеханическое исследование

@IEOTG спросил, как сломать зуб хлебом, как это дважды сделал @DoctorDee. На этот вопрос ответ вам придётся найти самостоятельно (и он есть в чате). Потому что пост про другое! В процессе разъяснений нашлась одна офигенная работа — почему зубы такие кривые и странные. Ну, знаете, форма у них не самая математически-оптимальная. На первый взгляд. Можно было бы сделать же как отвёртки или там как молотки, или как тёрку, да? Ну, это потому, что еда тоже кривая и странная. И до какого-то момента производилась не серийно на фабрике. Кажется логичным, что чтобы пробить что-то твердое, нужен максимально острый инструмент. Гипотезы: — Тупые зубы лучше, так как они тратят меньше энергии на разрушение хрупкой еды. Орехи лучше ломать молотком! — Острые зубы лучше, так как они концентрируют всю силу укуса в одной крошечной точке, создавая колоссальное напряжение в пище. Орехи лучше ломать отвёрткой! — Тупые зубы лучше, потому что на зуб меньше давления, он дольше сохраняется. Орехи лучше ломать титаново-вольфрамовым слитком! — Идеальный зуб должен быть кривым и разным. Подтвердилась, как можете догадаться, четвёртая. Строили модель и проводили симуляцию на 200 килограммов укуса. Это, видимо, кого-то покусал взрослый орангутан, потому что у него как раз так в пике. Бугорки моделировали от радиуса 2,5 мм до радиуса 7,6 мм и считали напряжения как взрослые сопроматовцы. Коэффициент оптимальности считался так: максимальное напряжение, создаваемое внутри еды, делилось на максимальное напряжение внутри эмали зуба. То есть хотелось разламывать еду и при этом не разламывать зуб по возможности. — 4 острых бугорка — напряжение в зубе выше, чем в орехе (73 МПа давления против 65 МПа). — Тупые зубы разных конфигураций показали себя чуть лучше — Кривой зуб оказался идеальным. Можно сделать так, что напряжение в еде 150 МПа давления, а напряжение в зубе осталось на уровне в 91 МПа. Как так? А просто. Тупые бугорки с одной стороны работают как стабилизаторы — они намертво фиксируют твердую пищу, не давая ей выскользнуть. А острые бугорки с другой стороны в это время создают точечное давление, которое и раскалывает еду. Вероятно, именно поэтому у большинства млекопитающих зубы такие неровные и бугристые. Слабое место работы — орехи в модели тоже были идеально круглые, а не кривые. Не считали боковые смещения (перетирающие движения), не учитывали эластичность десны и других кусков фундамента — а они амортизируют. -- Вступайте в ряды Фурье! | Самые кусачие посты — Пациент, вот ваш зуб! — Спасибо, доктор. А вот ваша ручка от кресла!