Можно ли, падая с крыши, опять до нее взлететь?


Можно ли, падая с крыши, опять до нее взлететь?

«В Матрице твоё сознание меняется, но ты по-прежнему остаешься физиком...»

Неверие и сомнения отбрось — очисти свой мозг для осознания нестандартных вопросов!
Присоединяйтесь к научным размышлениям!

Серьезные ответы физика на абсурдные гипотетические вопросы, возникающие порой у взрослых и детей.
Глава из книги "А что, если...?".
Автор: Рэндалл Монро — физик и программист.

Ранее
Оглавление
Далее

Вот падаете вы с более высокой точки, чем самое высокое здание в вашем городе, и парашюта у вас нет. Но! Где-то внизу из стены этого небоскреба торчит пустой флагшток! Вы планируете к нему, цепляетесь и держитесь ровно так долго, чтобы вас развернуло: теперь, отпустив шест, вы взмываете обратно в небеса. Гравитация постепенно замедляет полет и останавливает вас в тот момент, когда вы долетаете до крыши небоскреба. Тогда вы дотягиваетесь до бортика, забираетесь наверх и оказываетесь в безопасности. Насколько все это правдоподобно?

Мои единомышленники первым делом подумают: «Глупость какая, так ни за что не выйдет!»

И будут правы. Но давайте разберемся, чтобы знать наверняка.

Сила хвата зависит от множества факторов: например от материала, за который вы хватаетесь, или насколько скользкие у вас руки. На секунду предположим, что Вам хватит силы в руках, чтобы крепко ухватить древко флагштока. Что же будет со всем туловищем?

Сложно найти точные цифры о том, какая сила нужна, чтобы оторвать человеку руку. Обсуждения этого вопроса есть на MetaFilter и на Straight Dope, да еще дискуссии о смерти Робера-Франсуа Дамьена, но твердых данных не много.

Для протокола, я могу назвать уйму исследований и докладов о прочности жил на разрыв. Во всех них она попадает в диапазон от 50 до 150 МПа. Кожа слабее — 27 МПа, а кости — прочнее (120 МПа). Правда, общая прочность руки включает крепость суставов, жил, мышц и тканей в запястье, руке и плече. Кроме того, нужно учитывать очередность, в которой нагрузка будет распределяться на каждую часть.

Пожалуй, легче будет привести пример из реальной жизни: гимнасты часто пытаются провернуть такой трюк.

Когда гимнастка делает переворот на разновысоких брусьях, то нагружает свое тело практически так, как и Вы на флагштоке. В исследовании за 2009 год приведена трехмерная запись сил, воздействующих на тело гимнаста высокого класса. Как оказалось, в нижней части переворота на перекладине кисть переживает нагрузку порядка 3 кН. Другими словами, небольшое время спортсмен держит груз около 300 кг.

Великодушно представим, что Вы еще круче высококлассного гимнаста, о котором мы говорили. (Ну действительно, спортсменам нужно беречься, чтобы не нажить долгосрочных травм, а проблема Ваша намного насущней.) Пусть ваши руки могут перенести силу поворота больше 10 кН — втрое больше, чем гимнаста. Каковы Ваши шансы?

Посчитаем, какая нагрузка грозит Вам. «Самое высокое здание» Бостона — это 240-метровая башня Джона Хэнкока. Спрыгнув с крыши, на полпути Вы разгонитесь почти до 160 км/ч. На этой скорости (разделим ее квадрат на радиус вращения[4]) рукам придется выдержать примерно… 100 кН.

Так что цифры лишь подтверждают изначальное утверждение: нельзя на скорости 160 км/ч схватиться за что-то, да еще и сделать вокруг него кульбит.

Если вам хочется еще ярче представить подобное переживание, я объясню. В 2006 году журнал GQ отправил Альберта Пухольса к исследователям, которые замерили его размах. Оказалось, что его бита достигает почти 140 км/ч. Это значение достаточно близко к скорости флагштока относительно нашего прыгуна.

Так что если вам так хочется провернуть этот трюк, пойдите-ка к Альберту Пухольсу и попросите его замахнуться битой как можно сильней. А теперь попробуйте, схватите ее!

И учтите: это вы всего лишь задумали остановить вращение килограммовой деревянной палки. А пролетая мимо флагштока, нужно поймать целого себя, что может оказаться во сто крат сложнее.

В добрый час!

Источник: Flagpole, chtoes.li, CC BY-NC 2.5

«Догадываюсь, к концу страницы ты чувствуешь себя Алисой, падающей в кроличью нору…»

Ранее
Оглавление
Далее