Falling physics that Every Climber Needs to know

- Dice kilonewton...

E dopo questo video,

avrai una comprensione molto migliore
rispetto a

il 99% del resto degli scalatori,

cosa significano davvero questi kilonewton,

e quali forze sono coinvolte
nelle vere cadute in arrampicata.

E poi spiegherò perché grandi frustate

sono spesso molto più morbide
delle piccole cadute.

Ma prima, scopriamo cos'è la forza.

Mi piace giocare con i miei follower
su Instagram

così ho deciso di chiedere loro
cosa gli viene in mente

quando sentono la parola forza.

Metà delle persone ha detto

che ha qualcosa a che fare con "Star Wars".

Abbastanza giusto.

Prima di iniziare a pensare

che metà dei miei follower su Instagram
sono davvero intelligenti,

Devo dire che la maggioranza di loro
non ha votato.

Quindi immagino qualcosa del tipo...

Cos'è la forza?

(musica vivace) (ronzio elettronico)

Ok, ma quelli che volevano
sembrare intelligenti

hanno detto che la forza è
massa per accelerazione,

che è la formula che Newton,
questo tizio,

si è inventato.

- [Newton] Oooh sì.

Ed è per questo che misuriamo
la forza in Newton.

Il che è divertente a ben pensarci,

immagina Newton.

(musica dolce)

Quindi misuriamo la massa in chilogrammi,

e misuriamo l'accelerazione in metri
per secondo al quadrato.

Quindi misureremo la forza in Newton.

(applausi)

Quindi, per capire come funziona
questa formula

è come se questo tizio, Newton,

sta spingendo un chilogrammo di massa

e questo fa accelerare quella massa

di un metro al secondo, ogni secondo.

Quindi, qui ho un moschettone.

Se ci metto tutto il mio peso, così,

qual è la forza esercitata
in questo momento?

Su questo moschettone?

Quindi, se guardiamo indietro alla formula,

possiamo dire che la massa è la mia massa

moltiplicato per l'accelerazione.

Quale accelerazione?
Sono appeso a un albero.

Non c'è movimento, nessuna accelerazione...

oppure c'è un'accelerazione?

(musica allegra)

Allora, forse hai già visto
questo esperimento,

Ho un oggetto pesante e un oggetto leggero.

E la domanda è, se lascio andare

entrambi contemporaneamente,

quale cadrà per primo a terra?

Proviamo.

Quindi sì, sono caduti allo stesso tempo,

perché questo è ciò che fa la gravità,

fa cadere gli oggetti
con la medesima accelerazione

di 9,8 metri al secondo al secondo.

Allora sono appeso a questo moschettone,

la gravità mi sta tirando giù.

Ma per non farmi scendere,

ci deve essere una forza opposta,
che mi tira su.

Qui ho una molla.

Mentre la gravità sta
tirando giù la roccia,

la molla sta tirando su la roccia.

Quindi il moschettone in realtà
è come una molla molto, molto rigida,

che mi sta tirando su.

Quando sono appeso al moschettone
le sue molecole

si espandono,

ma a loro piace stare vicine,
quindi tendono a ritirarsi.

Non puoi vedere questa espansione
del *moschettone

su forze basse, ma puoi su quelle grandi.

E così viene fuori che questo moschettone

deve spingere il mio peso

agli stessi 9,8 metri al secondo quadrato,

che equivale a circa 600 Newton.

Sì, 600 di questi devono contenere
un tipo magro come me.

Ok, andiamo avanti,
questo moschettone

dice che può contenere
fino a 26 kilonewton.

1 Kilonewton sono fondamentalmente
mille Newton.

Quindi significa che potrebbe contenere
circa 40 me.

Vorrei avere una macchina clone,

così te lo potrei dimostrare.

Immagina tutti questi me
quanti video potrebbero creare.

(musica brillante)

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è un grandissimo aiuto.

E prometto che spenderò
ogni singolo centesimo ricevuto

per l'acquisto di una macchina clone.

Figo!

(ridacchia) Ok, allora puoi
appendere 40 me

su un singolo moschettone,
è decisamente notevole.

Anche se ci sono cose che devi sapere.

Prima di tutto, tutte queste indicazioni

sono per nuove attrezzature,

l'usura non rientra in tale valutazione.

Questo che effetto può avere?

Bene, ho chiesto al mio amico Ryan
del canale YouTube HowNOTtoHighline

perché il suo hobby

è rompere attrezzattura

E secondo i suoi test,

la maggior parte dei metalli
ha un'ottima resistenza.

Anche se con i materiali morbidi,
i risultati sono stati totalmente diversi.

- [Ryan] Fettuccia Black Diamond con
un carico di rottura da 22 kilonewton.

(macchine che ronzano)

(rumore metallico)

Che cosa? Il carico di rottura
era 22 kilonewton?

- [Uomo] Sì.

- Sì, una fettuccia da 22 kilonewton
si è rotta a 6.

Ed eccone un'altra.

- [Ryan] Woo, è in "ottime" condizioni.

- [Uomo] Non frusta.

- [Ryan] No, non frusta.

La userei per legare il mio cane.

(macchine che ronzano)

vediamo...

- [Uomo] Non legherei un cane
molto grande con quello.

- [Ryan] (ridacchiando) Va bene, vediamo
che tipo di cane

ci avremmo potuto legare?

Ooh, a Chihuahua.

(l'uomo ridacchia)

- Sì, quindi se sei una di quelle persone

a cui piace risparmiare denaro e
usare materiale molto vecchio,

fettucce consumate, buona fortuna.

- [Ryan] 24 kilonewton,

(macchine che ronzano)

Questa non si è
allungata molto.

Oh, indovina, indovina.

- [Uomo] Ho visto.

- [Ryan] Quattro kilonewton,
che cazzo, amico?

- 4.000 Newton, ok, quindi
quanto può reggere questa fettuccia?

Beh, è ​​abbastanza facile.

Basta dividere 4.000 Newton per 9,8.

Oppure se vuoi arrotondare
dividi per 10 e ottieni 400 chilogrammi.

Sembra parecchio. No? 400 chilogrammi?

Bene, tutte queste conversioni
da forza a chilogrammi

di cui ho parlato finora

si basano sul fatto che il peso
è sospeso staticamente.

Una volta che la il corpo inizia a cadere,
cambia tutto.

- [Man] vai.

(clangore metallico)

- Quindi quello che hai appena visto
è un filmato di DMM,

dove hanno lasciato cadere
80 chilogrammi di massa,

e questo ha rotto una nuovissima fettucia
in Dyneema.

Ora, il mio obiettivo non è spaventarti, è il contrario.

Voglio farti prendere capire
che l'attrezzatura da arrampicata

non è magica e, se la usi in modo errato,
potrebbe non funzionare.

Fun fact, sai agli scalatori cosa
piace dire

quando cadono durante le loro salite?

Che oggi la gravità è
particolarmente forte.

Beh, a quanto pare è vero,

la gravità cambia di mese in mese.

Quindi se sei una di quelle persone

a cui piace lamentarsi che è umido,

o che fa freddo, ora hai
il diritto di lamentarti

che oggi è un giorno di gravità intensa, yay!

Ok, vediamo cosa succede

quando oggetti come noi, gli scalatori,
iniziano a cadere.

Quella era una caduta di 10 metri.

Vediamo quanta forza tale caduta

genererebbe allo scalatore.

La formula per questo sarebbe simile

a quella di prima, eccetto che
ora dobbiamo moltiplicare

questo per la distanza
della caduta dell'arrampicatore,

e dividere per la distanza
del rallentamento.

E hai notato

quanto è stata morbida
la caduta per l'arrampicatore?

Quindi immagina di guidare un'auto
in autostrada,

e premere delicatamente il freno
mentre ti fermi.

Nessun problema vero?

Ora immagina di non guidare così veloce,

sei in una città, stai guidando piano,

ma inchiodi,

non sarebbe molto piacevole, vero?

Quindi ecco la prima cosa
che voglio che ricordi

da questo video,
l'impatto sull'arrampicatore

sarà sempre moltiplicato per la distanza

che lo scalatore stava cadendo,
diviso per la distanza

della fase di rallentamento.

Quindi calcoliamo, la loro
distanza di caduta

era di circa quattro rinvii,

e la loro distanza di rallentamento
era di circa

due rinvii e mezzo.

E otteniamo circa 860 Newton.

O se la sostituissimo con uno standard

80 chilogrammi di scalatore, che sarebbero circa 1,3 kilonewton,

che non è molto.

Anche se questa formula
ha un piccolo problema

perché ti darà sempre un valore
leggermente inferiore

di quanto sarebbe nella vita reale.

Ma mostrarti come fare il calcolo
in modo più preciso

significherebbe che la maggior parte di voi

chiuderebbe il video proprio
in questo momento.

Ma non abbiamo bisogno di farlo,

perché possiamo fare affidamento
su dati sperimentali della vita reale.

E chi è il capo nel fornirci tali dati?

- Ciao, sono Ryan Jenks e-

- ...e questa è abbastanza
pubblicità per oggi.

Cosa hanno fatto in questo video,

mettono un dispositivo che misura la forza sull'arrampicatore,

e fanno una serie di cadute.

- (ridendo) Zach.

Per la scienza, woo hoo.

Questo mi porta a 1,87.

- Quindi la maggior parte
di queste cadute, che secondo me,

sono un un buon esempio di fare sicura,

erano inferiori a due kilonewton.

Ora diamo un'occhiata a
questi due esempi estremi.

L'arrampicatore a sinistra
è cinque metri sopra lo spit,

quindi sarebbe una caduta di 10 metri

più il lasco nel sistema.

L'assicuratore ha probabilmente
circa un metro di lasco.

E poi c'è probabilmente
un altro metro di gioco

tra i rinvii.

Quindi, in totale, stiamo osservando una caduta di 12 metri.

Mentre l'arrampicatore a destra è solo un metro sopra lo spit.

E diciamo che l'assicuratore ha davvero paura,

e darà un bello strattone allo scalatore.

Quindi stiamo osservando una caduta di due metri.

Quindi una caduta massiccia di 12 metri,
o una piccola caduta di due metri.

Quale pensi che sarà più morbido per l'arrampicatore?

Bene, vediamo, sappiamo quanto

gli scalatori cadranno. Ma ora dobbiamo scoprire

le distanze rallentate per entrambi i casi.

E questo dipende principalmente da due cose.

Il primo è la posizione dell'assicuratore.

Su un grande volo, l'assicuratore probabilmente salirà

circa due metri, mentre su una piccola caduta,

supponiamo un errore molto comune per i principianti,

dove l'assicuratore allunga

e blocca molto duramente.

Il secondo fattore è l'allungamento della corda.

I produttori di corde affermano che se metti 80 chilogrammi

massa su una fune dinamica staticamente,

così, senza movimento, la corda si allungherà del 10%.

E allungamento dinamico, quando prendi una caduta di piombo,

è fino al 30%.

Beh, fino al 30% non è molto utile per noi.

Quello che dobbiamo sapere è il tratto di questa corda

da due a quattro kilonewton di forza,

ecco dove sono le cadute di piombo.

E ancora una volta, stavo scrivendo a Ryan.

- Allora, tirerò una corda dinamica,

per vedere quanto si allunga.

All'inizio pensavamo che sarebbe stato molto facile,

basta andare al parco, allungare la corda a forze diverse,

e misurare l'allungamento della fune.

Beh, a volte facile è difficile.

Quando allunghi la corda a una certa forza

e lascialo lì, la forza inizierà

cadendo sulla corda, la corda si arrende.

Anche se questo è molto interessante, non è fondamentale per noi.

L'unica cosa che doveva fare era tirare la corda

il più velocemente possibile alla forza desiderata,

e misurare l'allungamento.

- [Ryan] Ok, oh mio Dio, questo è il segno sette...

6,9 metri... si allunga... quando lo tiri...

una corda dinamica... a quattro kilonewton.

Ma poi c'è un altro fattore interessante,

una volta caricata la fune a forze elevate,

ci vuole un po' di tempo per la corda

per tornare alla sua lunghezza originale.

Questo è ciò che è noto come il riposo della corda,

ed è stato davvero bello vederlo in azione.

- [Ryan] Vedi il Grigri che viene tirato indietro lentamente?

Super interessante, probabilmente molto più interessante

per me di quanto lo sia per te in questo momento.

Quindi dopo aver passato tipo quattro ore nel parco

tirando le corde, i risultati sono stati che sulle forze

da due a quattro kilonewton,

la corda si è allungata di circa il 20%.

Ottimo, quindi usiamolo nei nostri calcoli.

In una grande caduta, abbiamo 27 metri di corda in totale,

quindi questo sarebbe 5,4 metri di allungamento.

Mentre in una piccola caduta, abbiamo cinque metri di corda,

e questo sarebbe un metro di allungamento.

Tuttavia, il nostro assicuratore è in preda al panico e sta prendendo duro,

così prenderà metà di quel tratto per sé,

lasciando solo mezzo metro di tratto per lo scalatore.

E ta-da, il grande, grande frustatore

sarà due volte e mezzo più morbido per lo scalatore

rispetto alla piccola caduta.

Oh, amo i fatti divertenti,

eccone un altro.

Immagina di aver scalato e di aver fallito,

ma l'umidità era buona, la temperatura era buona,

anche la gravità era buona quel giorno.

Puoi ancora dare la colpa alla luna.

- [Narratore] Trascurabilmente ma sinceramente,

pesi circa un milione del tuo peso in meno

quando la luna è proprio sopra di te.

- Quindi se vuoi salire, sali quando c'è la luna

è direttamente sopra di te, prego.

Ricordo che stavo progettando questo percorso davvero lungo

di 35 metri, e la prima volta sono riuscito a collegare

tutti i passaggi chiave e arrivo all'ancora.

Nel momento in cui stavo tirando su la corda

per agganciare l'ancora,

il mio assicuratore non poteva vedermi molto bene.

Quindi mi ha dato un sacco di tregua.

E per di più, il bullone prima dell'ancora

era davvero lontano, davvero finito.

Così mentre tiravo su la corda,

Ho perso l'equilibrio e sono caduto.

Il muro sta volando davanti a me,

e penso: "Perché sto ancora cadendo?

Hmm, questo è insolito."

Poi mi sono fermato e ho guardato in alto,

c'erano forse cinque o sei rinvii sopra di me,

probabilmente circa 15 metri di caduta.

Ma la caduta è stata morbidissima, è come prendere un ascensore.

Quindi ecco un altro take away da questo video,

se lo scalatore è davvero in alto,

ha molta corda per assorbire la caduta.

Quindi finché non cade su qualcosa,

la caduta sarà morbida, non importa come si assicura.

Tuttavia, se lo scalatore non è così alto,

non ha tanta corda per assorbire la caduta,

allora l'assicurazione morbida e dinamica è davvero importante.

E puoi chiedere a qualsiasi scalatore leggero,

quante volte si sono rotte le caviglie

a causa di catture difficili.

Ok, cambiamo un po' marcia.

Parliamo di attrito,

perché più attrito hai,

più dura sarà la caduta per lo scalatore.

Ed ecco un esempio molto estremo di ciò.

- Come puoi vedere qui, noi Z l'abbiamo trascinato.

E quindi avremo molto attrito quando cado.

E whoo, per la scienza.

Fallo!

Oh mio Dio!

- Quindi, quando hai molto attrito,

la corda vicino all'arrampicatore si allunga normalmente,

ma la corda più vicina all'assicuratore non si allunga molto.

È come avere una corda più corta e un assicuratore più pesante

allo stesso tempo.

E anche se la forza per l'imbracatura

era solo di due kilonewton e mezzo,

gran parte della forza è andata a pendolo nel muro.

- Fallo.

- Ed è così che ci rompiamo le caviglie.

Quindi estendere i rinvii non solo ti aiuta a ritagliare

ed evitare situazioni come questa,

(musica allegra)

(scalatore che si sforza)

Ma riduce anche le forze di impatto per gli scalatori.

Ok, torniamo al test DMM,

rompere la fionda.

Le fasce in Dyneema sono molto statiche, non si allungano per niente.

E spero che ormai tu capisca

che questo arresto improvviso può creare forze enormi.

In caso contrario, chiedi a qualcuno di schiaffeggiarti.

Questa sosta sul viso sarà fondamentalmente

quello che devi capire.

Quindi facciamo un molto selvaggio

e probabilmente un'ipotesi molto imprecisa

che questa fionda si allungherebbe a circa cinque centimetri.

Quindi se perdiamo 80 chilogrammi di massa,

la distanza di 120 centimetri,

e la distanza di assorbimento è di soli cinque centimetri,

stiamo guardando a 19 kilonewton.

Se questo non romperà la fionda,

ti spezzerà sicuramente.

Woo, se stai ancora guardando,

questo probabilmente significa che dovresti esserlo

almeno un po' sfigato.

Quindi ecco un dolce per voi.

Non c'è gravità.

Sì, gli oggetti non si attraggono,

c'è solo lo spazio tempo.

- Ti senti come se fossi stato spinto a terra,

non a causa di una forza chiamata gravità,

ma perché il tempo scorre più veloce

per la tua testa che per i tuoi piedi.

- Questa e tutte le altre risorse che utilizzo

per creare questo video sarà nella descrizione.

E ora, per favore, manda un po' d'amore a Ryan

per avermi fornito tutti i suoi dati sperimentali

che ho usato in questo video.

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Godere.