Физика падения, которую должен знать каждый скалолаз

Там написано килоньютон,

и после этого видео

вы будете гораздо лучшее понимать

чем, вероятно, 99%
остальных скалолазов,

что на самом деле
означают эти килоньютоны,

и какие силы задействованы в
реальных скалолазных падениях.

А потом я объясню, почему глубокие,
очень глубокие срывы

часто намного мягче
невысоких падений.

Но сначала давайте выясним,
что такое сила.

Мне нравится играть со своими
подписчиками в Instagram,

поэтому я решил спросить их,
что приходит им в голову,

когда они слышат слово сила.

Половина людей сказала,

что это как-то связано
со «Звездными войнами».

Довольно честно.

И затем, прежде чем
вы начнете думать,

что половина моих подписчиков
в Instagram действительно умные,

Я должен сказать, что большинство
из них вообще не голосовали.

Итак, я представляю себе что-то
вроде того, что такое сила?

(живая музыка) (электронное жужжание)

Хорошо, но те, кто хотел казаться умным

сказал, что сила - это масса,
умноженная на ускорение,

это формула, которую Ньютон, этот парень,

придумал.

- [Ньютон] О, да.

Вот почему мы измеряем
силу в Ньютонах.

Что для меня немного
смешно, если подумать,

представьте себе Ньютона.

(нежная музыка)

Итак, мы измеряем
массу в килограммах,

и мы измеряем ускорение
в метрах на секунду в квадрате.

Затем нам нужно измерить
силу... в Ньютонах.

(аплодисменты)

Итак, чтобы представить эту
формулу в перспективе,

это как один Ньютон,
этот парень,

толкает один килограмм массы

и это заставляет
эту массу ускоряться

на один метр в секунду,
каждую секунду.

Итак, у меня есть карабин.

Если я приложу к нему
весь свой вес, вот так,

вопрос в том, какая
сила прямо сейчас

в этом карабин?

Итак, если мы
вернемся к формуле,

мы можем сказать, что
масса - это моя масса

умноженное на ускорение.

Какое ускорение?

Я на дереве вишу,
движения нет,

нет ускорения... , или есть ускорение?

(веселая музыка)

Послушайте, значит, вы наверняка
видели этот эксперимент раньше,

У меня есть тяжелый предмет
и легкий предмет.

И вопрос в том, отпущу ли я

они оба одновременно,

какой из них упадет на землю первым?

Давай попробуем.

Так что да, они упали одновременно,

потому что это то,
что делает гравитация,

она заставляет предметы
падать с одинаковым ускорением

9,8 метра в секунду в секунду.

Итак, я вишу на этом карабине,

гравитация тянет меня вниз,

но чтобы я не съехал вниз,

должна быть противоположная сила,
которая тянула бы меня вверх.

Вот у меня пружина.

Пока гравитация тянет камень вниз,

пружина тянет камень вверх.

Таким образом, карабин на самом деле
похож на очень и очень жесткую пружину,

что тянет меня вверх.

Молекулы карабина, когда я держусь на нем.

раздвигаются,

но им нравится оставаться вместе,
поэтому они отступают.

Вы не можете увидеть
это расширение карабина

на малых силах, но можно на больших.

Вот и получается,
что этот карабин

должен ускорять мой вес вверх,

на те же 9,8 метра на секунду в квадрате,

что составляет около 600 ньютонов.

Да, 600 этих парней должны
держать одного тощего парня вроде меня.

Хорошо, продолжаем, этот карабин говорит:

что он может выдержать до 26 килоньютонов.

килоньютон - это, по сути,
тысяча ньютонов.

Значит, в нем могло
поместиться около 40 меня.

Хотел бы я иметь машину-клон,

чтобы я мог вам это продемонстрировать.

А потом представьте, сколько видео
все эти я могли бы создать.

(яркая музыка)

Итак, если вы хотите, чтобы мы
создали больше подобных видео,

нажмите кнопку "присоединиться",
это действительно поможет.

И я обещаю, что
потрачу каждую копейку,

которые я получу от вас, ребята,
на покупку машины-клона.

Наслаждайтесь.

(посмеиваясь) ОК, ты можешь
повесить 40 меня

лишь на одном карабине,
это довольно впечатляюще.

Хотя есть вещи,
которые нужно знать.

Прежде всего, все эти оценки

предназначены для нового оборудования,

износ не входит в эти оценки.

Насколько это плохо?

Я спросил своего друга Райана с канала YouTube,

HowNOTtoHighline, потому что у него есть хобби

ломать вещи.

И согласно его тестам,

большинство металлов,
как правило, довольно долго служат.

Хотя с мягкими вещами
дело обстоит совсем иначе.

[Райан] Петля Black Diamond с минимальной
нагрузкой на разрыв 22 килоньютона.

(машина гудит)

(металлический лязг)

Что, какая была минимальная нагрузка
на разрыв, это 22 килоньютона?

- [Мужчина] Ага.

- Ага, петля,с оценкой 22 килоньютона,
порвалась на шести.

Вот еще один пример.

- [Райан] Ву, это отличное состояние.

- [Мужчина] Я б на ней не срывался.

- [Райан] Нет, не срывался.

Я бы привязал к ней свою собаку.

(машина гудит)

Отлично.

- [Мужик] Я бы не стал привязывать к ней
очень большую собаку.

- [Райан] (хихикает) Хорошо, давай
посмотрим,насколько большую собаку

ты мог бы привязать этим?

Ох, чихуахуа.

(мужчина смеется)

- Да, так что если ты один из этих людей

кто любит экономить деньги
и использовать очень старые,

изношенные стропы, удачи.

- [Райан] 24 килоньютона,

(машина гудит)

это не растянулось так сильно.

О, угадай, угадай.

- [Мужчина] Я видел...

- [Райан] Четыре килоньютона,
какого хрена, чувак?

- 4000 Ньютонов, ОК, сколько
может выдержать такая стропа?

Что ж, это довольно просто.

Просто разделите 4000 ньютонов на 9,8.

Или, если хотите полегче, на 10
и получите 400 килограммов.

Звучит довольно много, нет?
400 килограммов?

Ну..., все эти преобразования
из силы в килограммы

что я говорил до сих пор

основаны на том, что
груз висит статично.

Как только вещь начинает
падать, все меняется.

- [Человек] Поехали.

(металлический лязг)

- То, что вы только что видели,
это видео от DMM,

где они сбросили 80 килограммов массы,

и это порвало новую петлю из дайнемы.

Но моя цель не напугать вас,
все наоборот.

Я хочу, чтобы вы осознали,
что скалолазное снаряжение

это не магия, и если вы используете его
неправильно, то оно может выйти из строя.

Интересный факт, знаете ли вы
анекдот о том, что скалолазы

любят говорить, когда они
терпят неудачу на трассе?

Что сегодня была большая гравитация.

Что ж, оказывается, это правда,

сила тяжести меняется от месяца к месяцу.

Итак, если вы один из тех людей

кто любит жаловаться,
что сегодня плохая влажность,

или плохая температура,
теперь у вас есть право жаловаться

что сегодня день плохой гравитации, ура!

Хорошо, посмотрим, что будет

когда такие объекты, как мы,
скалолазы, начинают падать.

Это было падение с 10 метров.

Посмотрим, какая сила в результате такого
падения будет приложено к скалолазу.

Формула для этого будет аналогичной той,

что у нас была раньше, за
исключением того, что нам нужно умножить

это на расстояние, на
которое скалолаз падал,

и разделить на дистанцию,
на которой скалолаз замедлял скорость.

И вы действительно заметили

насколько мягким было
падение для скалолаза?

Представьте себе,
что вы едете на машине по шоссе,

и осторожно нажимаете на тормоз,
пока не остановитесь.

Проблем нет?

А теперь представьте,
что вы едете не так быстро,

вы в городе, едете медленно,

но вы резко нажимаете на тормоз,

это было бы не очень приятно, правда?

Итак, вот первое, что я хочу,
чтобы вы запомнили из этого видео.

Воздействие на скалолаза всегда будет
домножаться на отношение двух чисел -

расстояния, которое скалолаз падал, и
расстоянию, которое скалолаз замедляляся.

Итак, давайте посчитаем: расстояние
падения было около четырех оттяжек,

и расстояние замедления было
около двух с половиной оттяжек.

И получаем около 860 Ньютонов,

Или если бы мы заменили её стандартным

80-килограммовым скалолазом, то
получили бы примерно 1,3 килоньютона.

Что немного.

Отмечу, что у этой формулы есть небольшая
проблема. Потому что она всегда даёт

его результат, который чуть меньше,
чем было бы в реальной жизни.

Но, если бы я показал,
как более точно рассчитывать,

то большинство из вас, вероятно,
просто выключили бы это видео прямо здесь.

Но нам не нужно этого делать,

потому что мы можем полагаться на
экспериментальные данные.

А кто лучший в том,
чтобы предоставлять нам такие данные?

- Привет, я Райан Дженкс и-

- И, хватит рекламы.

Что они сделали в этом видео,

прикрепили к скалолазу
прибор, измеряющий силу,

и сделали серию срывов.

- (смеется) Зак.

Для науки, у-у-у.

Он показывает 1,87.

- Так что большинство падений,
а, на мой взгляд,

это отличный пример,
как нужно страховать,

были меньше двух килоньютонов.

Теперь давайте посмотрим
на эти два крайних примера.

Скалолаз слева находится на
высоте пяти метров над шлямбуром,

так что это будет падение на 10 метров

плюс слабина в системе.

У страхующего, вероятно, есть
провисание около одного метра,

и, вероятно, есть еще один метр провисания

между оттяжками.

Итого мы смотрим на падение 12 метров.

А альпинист справа находится
всего в одном метре над шлямбуром.

Допустим, страхующий очень боится,

и он собирается очень
жестко принять скалолаза,

Итак, мы рассматриваем
падение на два метра.

Итак, огромное падение на 12 метров или
небольшое падение на два метра.

Как ты думаешь, что

будет мягче для скалолаза?

Что ж, посмотрим,
мы знаем на сколько

скалолазы упадут,
но теперь нам нужно выяснить

расстояния, которые они замедляются,
для обоих случаев.

И это зависит в основном от двух вещей.

Во-первых, смещение страхующего.

На очень-очень глубоком срыве
страхующий наверняка подлетит

примерно на два метра.
В то время как при маленьком падении,

предположим очень частую
ошибку для новичков,

где страхующий просто выбирает слабину

и принимает очень жестко.

И второй фактор - это растяжение веревки,

производители каната утверждают, что если положить 80 килограмм

статическая масса на динамической веревке,

так, без движения веревка растянется на 10%.

И динамическая растяжка, когда вы опережаете падение,

до 30%.

Ну, до 30% нам не очень помогает,

что нам нужно знать, так это натяжение этой веревки

от двух до четырех килоньютон силы,

вот где упал свинец.

И снова я писал Райану.

- Итак, я потяну за какой-нибудь динамический трос,

чтобы увидеть, насколько он растягивается.

- Сначала думали, что будет очень легко,

просто иди в парк, натяни веревку в разные силы,

и измерьте удлинение веревки.

Что ж, иногда легко бывает трудно.

Когда вы натягиваете веревку до определенной силы

и оставь это там, сила начнется

упав на веревку, веревка как бы сдается.

Хотя это очень интересно, для нас это не критично.

Единственное, что ему нужно было сделать, это потянуть за веревку

так быстро, как он может, с желаемой силой,

и измерьте растяжку.

- [Райан] Хорошо, боже мой, это семь баллов.

6,9 метра, тянется, когда тянешь,

динамический трос на четыре килоньютона.

- Но есть еще один интересный фактор,

как только вы нагружаете веревку большим усилием,

на веревку нужно время

чтобы вернуться к исходной длине.

Это то, что известно как отдых на веревке,

и было действительно здорово увидеть это в действии.

- [Райан] Видите, серый серый цвет медленно отступает?

Супер интересно, наверное, намного интереснее

для меня, чем для вас прямо сейчас.

Итак, после того, как он провел около четырех часов в парке

потянув за веревки, результаты были таковы, что по силам

от двух до четырех килоньютон,

веревка растянулась примерно на 20%.

Отлично, давайте воспользуемся этим в наших расчетах.

На большом падении у нас всего 27 метров веревки,

так что это будет 5,4 метра натяжения.

В небольшом падении у нас есть пять метров веревки,

и это будет один метр натяжения.

Однако наш страхующий паникует и тяжело переживает,

поэтому он возьмет на себя половину этого отрезка,

оставляя альпинисту всего полметра участка.

И та-да, большой, большой хлыст

будет в два с половиной раза мягче для альпиниста

чем маленькое падение.

О, я люблю забавные факты,

вот еще один.

Представьте, что вы взбирались и потерпели неудачу,

но влажность была хорошей, температура была хорошей,

в тот день даже гравитация была хорошей.

Вы все еще можете винить Луну.

- [Рассказчик] Незначительно, но верно,

вы весите примерно на миллион меньше вашего веса

когда луна находится прямо над вами.

- Так что, если хочешь подняться, поднимайся, когда луна

прямо над вами, пожалуйста.

Я помню, что планировал этот действительно длинный маршрут

35 метров, и мне впервые удалось связать

все узлы и прибыть на якорь,

момент, когда я тянул веревку вверх

закрепить якорь,

мой страхующий не мог меня очень хорошо видеть,

так что он просто дал мне много расслабления.

И, кроме того, болт перед якорем

было действительно далеко, действительно закончилось.

Итак, пока я тянул веревку вверх,

Я потерял равновесие и упал.

Стена летит передо мной,

и я думаю: «Почему я все еще падаю?

Хм, это необычно. "

Затем я остановился и посмотрел вверх,

Наверное, надо мной было пять или шесть оттяжек,

вероятно около 15 метров падения.

Но падение было супер мягким, как на лифте.

Вот еще один вывод из этого видео:

если альпинист действительно высоко,

у него много веревки, чтобы выдержать падение.

Так что пока он на что-то не упадет,

падение будет мягким, как бы вы это ни страховали.

Однако если альпинист не так высок,

у него не так много веревки, чтобы выдержать падение,

Мягкая динамическая задержка действительно важна,

и вы можете спросить любого легкого альпиниста,

сколько раз им ломали лодыжки

из-за жестких уловов.

Ладно, давайте немного переключимся.

Поговорим о трении,

Потому что чем больше у тебя трения,

тем тяжелее будет падение для альпиниста.

И вот очень яркий тому пример.

- Как видите, мы его Z перетащили.

И поэтому у нас будет много трений, когда я упаду.

И эй, для науки.

Сделай это!

О Боже!

- Итак, когда у вас много трения,

веревка рядом с альпинистом тянется нормально,

но веревка ближе к страхователю не сильно растягивается.

Это как если бы веревка была короче, а страхующий тяжелее

в то же время.

И хотя сила к упряжи

всего два с половиной килоньютона,

большая сила маятником вошла в стену.

- Сделай это.

- И вот так ломаем лодыжки.

Таким образом, расширение Quickdraws не только помогает вам закрепить

и избегайте подобных ситуаций,

(веселая музыка)

(альпинист напрягается)

Но также снижает силу удара для альпинистов.

Хорошо, вернемся к тесту DMM,

разрыв стропы.

Стропы Dyneema очень статичны, совсем не растягиваются.

И я надеюсь, что теперь вы понимаете

что эта внезапная остановка может создать огромные силы.

Если нет, попросите кого-нибудь дать вам пощечину.

Эта остановка на лице будет в основном

что вам нужно понять.

Итак, давайте сделаем очень дикий

и, вероятно, очень неточная догадка

что этот ремень растянется примерно на пять сантиметров.

Итак, если мы сбросим 80 килограммов массы,

расстояние 120 сантиметров,

а расстояние поглощения составляет всего пять сантиметров,

мы смотрим на 19 килоньютон.

Если это не сломает пращу,

это определенно сломает тебя.

Ву, если ты все еще смотришь,

это, вероятно, означает, что ты должен быть

по крайней мере, немного отвратительный.

Итак, вот вам десерт.

Нет гравитации.

Да, предметы не привлекают друг друга,

есть только пространство-время.

- Вы чувствуете, как будто вас толкают в землю,

не из-за силы тяжести,

но потому что время движется быстрее

для головы, чем для ног.

- Этот и все другие ресурсы, которые я использую

по созданию этого видео будет в описании.

А теперь, пожалуйста, пошлите немного любви Райану

за предоставление мне всех его экспериментальных данных

что я использовал в этом видео.

Так что не забывайте подписываться и поддерживать наши каналы

если вы хотите увидеть больше подобного контента.

Наслаждаться.