Aqui diz kilonewtons
Depois deste vídeo,
você saberá mais do que
provavelmente 99% dos escaladores
sobre o que estes kilonewtons realmente significam,
e quais forças estão envolvidas em quedas reais.
Vou explicar por que ques muito, muito grandes
são frequentemente mais suaves que quedas pequenas
Mas primeiro, vamos descobrir o que é força.
Eu gosto de brincar com meus seguidores do Instagram,
então pedi para eles responderem o que vem à cabeça
quando eles ouvem a palavra 'força'.
Metade das pessoas disse
que é algo a ver com "Star Wars".
Justo.
E antes que você possa começar a pensar
que metade dos meus seguidores são realmente espertos,
Tenho que dizer que a maioria nem sequer votou.
Então imagine algo assim...
O que é força?
(música animada) (sons eletronicos)
Ok, mas os que quiseram soar inteligentes
Disseram que força é massa vezes aceleração
que é formula que Newton, este cara aqui,
chegou.
- [Newton] 'Ooh yaa'
E é por isto que medimos força em Newtons
O que pra mim é meio engraçado pensar,
Imagine Newton.
(Musica suave)
Então nos medimos massa em kilogramas,
e medimos aceleração em metros por segundo ao quadrado.
Então devemos medir força em Newtons.
(palmas)
Então para por esta fórmula em perspectiva,
É assim, um Newton, este cara,
está empurrando um kilograma de massa
e isto faz esta massa acelerar
a um metro por segundo, a cada segundo.
Aqui temos um mosquetão.
Se eu colocar todo meu peso sobre ele, assim,
a pergunta é, qual é a força neste exato momento
sobre o mosquetão ?
Se olharmos novamente para a fórmula,
podemos dizer que a massa é a minha massa
multiplicada pela aceleração.
Que aceleração? Eu to pendurado na árvore.
Não há movimento, não há aceleração.
ou há aceleração ?
(música animada)
Veja, você provavelmente já viu este experimento antes,
Eu tenho um objeto pesado e um objeto leve.
E a pergunta é, se eu os deixar cair
ao mesmo tempo
qual atingirá o solo primeiro ?
Vamos tentar.
Sim, eles chegam ao mesmo tempo
Por que é isto que a gravidade faz,
Ela faz os objetos cairem com exatamente a mesma aceleração
de 9.8 metros por segundo por segundo
Então eu estou pendurado no mosquetão,
a gravidade está me puxando para baixo;
Mas para que eu possa não me mover para baixo,
tem que haver uma força oposta, me puxando para cima.
Aqui eu tenho uma mola.
Enquanto a gravidade está puxando a pedra para baixo,
a mola está puxando a pedra para cima
O mosquetão então é na verdade uma mola muito muito rígida
que está me puxando para cima.
As moléculas do mosquetão, quando estou pendurado nele,
estão sendo separadas,
mas elas querem ficar juntas, então elas fazem uma força oposta.
Você não pode ver esta expansão do mosquetão
com forças baixas, mas pode com forças grandes.
Acontece então que este mosquetão
tem que acelerar o meu peso para cima
aos mesmos 9.8 metros por segundo ao quadrado
O que é aproximadamente 600 Newtons
Sim, 600 destes são necessários para segurar um magrelo como eu.
Ok, continuando, o mosquetão diz
que ele pode segurar 26 kilonewtons.
Kilonewton é basicamente mil Newtons
Então significa que poderia segurar 40 eus
Queria ter uma máquina de clonagem
para demonstrar isto para vocês.
Imaginine quantos videos estes 'eus' poderiam criar.
(música)
Então se você quiser nos ver criando mais videos como este,
clique no 'join', realmente ajuda.
Eu prometo que vou gastar cada centavo
que eu ganhar de vocês comprando uma máquina de clonagem.
Aproveite!
Ok, então você pode pendurar 40 eus
em um úinco mosquetão, bem impressionante.
No entanto há algumas coisas que você precisa saber.
Primeiramente, todas estas especificações
são para equipamentos novos,
desgaste não entra na especificação.
Quão ruim é isso ?
Bem, eu perguntei ao meu amigo Ryan do canal de YouTube,
HowNOTtoHighline por que ele tem um hobby
de quebrar coisas.
E de acordo com os testes dele,
a maioria dos metais tende a durar bastante.
Mas com tecidos a coisa é bem diferente.
- [Ryan] Fita da Black Diamond com 22 kilonewtons MBS
(som de máquina)
(estalo metálico)
O que ? Era o MBS de 22 kilonewtons?
- [Homem] Sim.
- É, a fita de 22 kilonewtons quebrou com 6.
E aqui vai outra.
- [Ryan] Woo, ótima condição.
- [Homem] Não tomaria queda nela.
- [Ryan] Não, não caia.
Eu amarraria meu cachorro com ela.
(barulho de máquina)
Certo.
- [Homem] Não amarraria um cachorro muiito grande.
- [Ryan] Vamos ver quão grande
poderíamos amarrar com isto.
Ohh, um Chiuaua.
(homem ri)
- Então se você é uma dessas pessoas
que gosta de economizar e usar
fitas muito velhas e gastas, boa sorte.
- [Ryan] 24 kilonewtons,
(barulho de máquina)
não esticou muito
Oh, adivinha, adivinha.
- [Homem] Eu vi.
- [Ryan] 4 Kilonewtons, que porra é essa cara?
- 4000 Newtons, ok quanto esta fita aguenta?
Bem fácil.
Divida 4000 por 9.8.
Se quiser mais fácil, divida por 10 e você tem 400 kilogramas.
Parece muito. Não ? 400 kilogramas?
Bem, todas estas conversões de força para kilogramas
que eu tenho falado até o momento
são baseadas no fato de que o peso é pendurado estaticamente.
Uma vez que as coisas começam a cair, tudo muda.
- [Homem] Vai.
(estalo metálico)
- O que acabamos de ver é um clipe da DMM,
onde eles deixam cair uma massa de 80kg,
e quebra uma fita de Dyneema novinha.
Meu objetivo agora não é assutá-lo ao contrário.
Quero chamar atenção ao fato que equipamentos de escalada
não são mágicos, e se você usá-los inadequadamante, eles podem falhar.
Fato engraçado, sabe esta piada que o escaladores
gostam de fazer quando eles falham nas suas escaladas
Que hoje é um dia de gravidade elevada ?
Bem, acontece que é verdade.
A gravidade muda mes a mes.
Então se você é um desses
que gosta de reclamar da umidade,
da temperatura, agora você tem o direito de reclamar
que hoje é um dia de gravidade ruim, yaay!
Ok, vejamos o que acontece
quando objetos como nós, escaladores, caem.
Esta foi uma queda de 10 metros.
Vejamos quanta força esta queda
poderia gerar para o escalador.
A fórmula para isto seria bem similar
ao que tínhamos antes, exceto que temos que multiplicar
isto pela distância que o escalador está caindo.
e dividir pela distância que o escalador está freando.
E você notou
quão suave foi a queda para o escalador ?
Então se imagine dirigindo um carro na rodovia
e pressionando o freio gentilmente até parar por completo.
Sem problemas, correto ?
Agora imagine que você não está tão rapido,
você está na cidade, dirigindo devagar,
mas vocẽ senta o pé no freio,
Não seria agradável, correto ?
Aqui vai a primeira coisa que eu quero que você lembre
deste video, o impacto no escaldor
será sempre multiplicado pela distancia
que o escalador caiu livre, dividido pela distância
da frenagem
Vamos calcular, a distância em queda livre
foi mais ou menos quatro costuras
e a frenagem foi
duas costuras e meia
E temos aproximadamente 860 Newtons
Ou, se a substituírmos por um escalador padrão
de 80 kilogramas, seria próximo de 1.3 kilonewtons
o que não é muito.
Embora esta fórmula tenha um pequeno problema
pois dará sempre um valor ligeiramente menor
do que seria na vida real.
Mas mostrar como calcular de forma precisa
significaria que a maioria de vocês
sairia do vídeo exatamente aqui.
Não precisamos fazer isto,
pois podemos contar com dados experimentais reais
E quem é o cara para nos fornecer estes dados?
- Oi, eu sou Ryan Jenks e ...
E isto basta de propaganda para você
O que eles fizeram neste vídeo,
eles colocaram um dispositivo medindo a força no escalador
e realizaram uma série de quedas.
- (rindo) Zach
Pela Ciência, Woo Hoo
Isto dá 1.87 kN
Na maioria das quedas, que na minha opinião,
seriam exemplos de boa seg,
a força esteve abaixo de 2 kN.
Agora vamos olhar para estes dois exemplos extremos
O escalador da esquerda está cinco metros acima da chapa,
então daria uma queda de 10 metros
mais a sobra no sistema
O seg deu cerca de um metro de corda
e deve ter mais um metro sobrando
entre as costuras.
No total, estamos falando de uma queda de 12 metros.
Enquanto que o escalador a direita está apenas 1 metro acima da chapa
E digamos que o seg está com muito medo,
e ele vai pegar sem dinamizar
Então estamos falando de uma queda de 2 metros.
Então uma queda massiva de 12 metros, ou uma queda pequena de 2 metros;
Qual você acha que será mais suave para o escalador?
Bem, vejamos, sabemos o quanto
os escaladores cairão Mas agora precisamos achar
a distância de frenagem para ambos os casos.
E isto depende de duas coisas.
Primeiro o quanto o seg é puxado para cima
Numa queda grande, o seg provavelmente vai voar
uns dois metros, enquanto que numa queda pequena
vamos assumir um erro comum entre os iniciantes
onde o seg recolhe a sobra de corda
e não dinamiza a queda.
E o segundo fator é o alongamento da corda
Os fabricantes de corda afirmam que se você colocar 80 kg
estaticamente sobre uma corda dinâmica
assim, sem movimento, a corda vai esticar 10%
E ao alongamento dinâmico, quando o escalador cai,
pode chegar a 30%
Bem, chegar a 30% não nos ajuda muito.
Precisamos saber a magnitude do alongamento da corda
para forças entre 2 e 4 kN
que é o range de forças em uma queda.
Novamente, eu estava trocando mensagens com Ryan.
- Eu vou puxar uma corda dinâmica aqui,
pra ver o quanto ela estica.
Num primeiro momento pensamos que seria fácil.
Só ir ao parque, e esticar a corda com diferentes forças.
e medir o alongamento.
Bem, as vezes o fácil é difícil.
Quando você estica a corda sob uma certa força
e a deixa lá, a força começa
a cair, a corda meio que cede
Apesar de muito interessante, não é crítico para nós
A única coisa que ele precisava fazer é puxar a corda
o mais rapído possível até a força desejada,
a medir o alongamento.
- [Ryan] Ok, meu Deus, é a marca de sete
6.9 metros... alonga... quando você puxa
uma corda dinâmica ... a 4 kN.
Mas tem um outro fator interessante,
quando você solicita a corda com cargas maiores,
demora um tempo para a corda
voltar ao seu tamanho original.
Isto é conhecido como descanso da corda.
e foi bem legal ver isto em ação.
- [Ryan] Vê o grigri sendo lentamente puxado de volta ?
Super interessante, provavelmente bem mais interessante
pra mim do que para você.
Então, depois que ele passou umas 4 horas no parque
puxando cordas, os resultados foram que
para forças de 2 a 4 kN,
a corda esticou cerca de 20%.
Fantástico, vamos usar este número nas contas.
Numa queda grande, temos 27 metros de corda no total
daria então 5.4 metros de alongamento.
Enquanto que numa queda pequena, temos 5 metros de corda,
o que daria 1 metro de alongamento.
Contudo, nosso seg está em pânico e não está dinamizando
então ele vai tirar metade deste alongamento
deixando apenas 0.5 m de alongamnto para o escalador
Ta-da! A queda enorme
será duas vezes e meia mais suave para o escalador
que a queda pequena.
Eu adoro curiosidades,
aqui vai mais uma,
imagine que você estava escalando e falhou,
a umidade estava boa, temperatura boa,
até a gravidade estava boa,
Você ainda pode culpar a lua.
- [Narrador] De fato,
você pesa um milhonésimo do seu peso a menos
quando a lua está diretamente sobre você.
- Então se você quer subir, escale quando a lua estiver
diretamente sobre você, de nada.
Eu lembro que estava projetando esta via longa
de 35 metros, e a primeira vez que consegui linkar
todos os cruxes e chegar na parada.
No momento em que eu estava puxando corda
para clipar a parada.
Meu seg não conseguia me ver direito
Então ele me deu muita corda.
Ainda por cima, a chapa antes da parada
estava bem, bem longe.
Então quando eu ia clipar
eu desequilibrei e caí
A parede corria rápido na minha frente
e eu pensei, por quê ainda estou caindo ?
Hmmm, que estranho.
Aí eu parei, e olhei para cima.
Tinhas umas cinco eu seis costuras acima de mim
uma queda de uns 15 metros
Mas, a queda foi super suave, como estar num elevador
Aqui vai outra lição deste vídeo.
se o escalador está bem alto,
ele tem bastante corda para absorver a queda.
Contanto que não se choque contra alguma coisa,
a queda será suave, não importa o que o seg faça.
Contudo, se o escalador não está tão alto.
ele não tem tanta corda para absorver a queda,
aí uma seg dinamizada é bem importante.
E você pode perguntar para qualquer escalador leve
quantas vezes eles quebraram o tornozelo
por segs duras.
Ok, vamos trocar o disco um pouco.
Vamos falar de fricção,
pois quanto mais fricção,
mais dura será a queda para o escalador.
E aqui vai um exemplo extremo disso.
- Como você pode ver aqui, a gente fez um 'Z'
Então vai ter muita frição quando eu cair.
Woo Hoo, pela ciência!
Manda!
Meu Deus!
- Então quando se tem muita fricção,
a corda perto do escalador estica normalmente,
mas a corda perto do seg não estica tanto.
É como ter uma corda menor, e um seg mais pesado
ao mesmo tempo.
E embora a força na cadeirinha
tenha sido apenas 2.5 kN
Uma boa parte da força estava no pêndulo na parede.
- Manda!
- E assim é como quebramos tornozelos.
Então, estender as costuras ajuda não só a clipar
e evitar estas situações assim.
(música)
(escalador bufando)
Mas também reduz a força de impacto para o escalador
Ok, de volta ao teste da DMM
quebrando a fita.
Fitas de Dyneema são bem estáticas, não esticam quase nada.
Espero que você já tenha compreendido
que esta parada abrupta gera forças elevadas.
Se não entendeu, peça para alguém te estapear
Esta parada abrupta na sua cara
vai te fazer entender.
Vamos dar um chute
bem louco e inacurado
de que esta fita vai esticar 5 cm
Então se soltarmos uma massa de 80 kg,
a distância de 120cm,
e a distância de absorção de apenas 5 cm
estamos falando de 19 kN!
Se isto não quebrar a fita,
certamente vai quebrar você.
Woo, se você ainda está assitindo,
isto provavelmente significa que você
deve ser um pouquinho geek.
Então vai uma sobremesa para voc/ê
Não há gravidade.
Éh, objetos não atraem uns aos outros,
há somente espaço-tempo.
- Você sente que está sendo empurrado para o chão
não por que tem uma força chamada gravidade,
mas por que o tempo está se movendo mais rápido
para a sua cabeça que para seus pés.
Isto é tudo. Os recursos que usei
para criar este vídeo estão na descrição.
E agora por favor, vá lá e dê uma moral pro Ryan
por prover todos seus dados experimentais
que usei neste vídeo.
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