Уявімо досить незвичайний експеримент: водолаз у повністю герметичній металевій бочці, наповненій водою, падає з висоти 100-го поверху. Здається, відповідь очевидна – удар буде руйнівним. Але якщо розглянути цей випадок з точки зору фізики, то можна знайти чимало цікавих нюансів.
Головні аспекти експерименту
Удар і жорсткість бочки
Якщо припустити, що бочка абсолютно не деформується, то це значно ускладнює ситуацію. Деформовані конструкції поглинають енергію удару, що частково пом’якшує наслідки для внутрішнього вмісту. У випадку жорсткої бочки, енергія удару передається безпосередньо воді й водолазу.
При падінні з такої висоти бочка або вгрузне в землю, або, якщо поверхня теж жорстка, відскочить. У будь-якому випадку енергія передасться внутрішньому середовищу, що створить екстремальні умови для водолаза.
Гідроудар і ефект гідравлічного преса
Вода, як відомо, майже не стискається. При ударі вона діє як гідравлічний прес, передаючи величезний тиск на все, що знаходиться всередині. Це означає, що тіло водолаза зазнає потужного стиснення з усіх боків.
Якщо в бочці залишиться трохи повітря, ситуація може змінитися. Повітря стиснеться, поглинаючи частину енергії. Але якщо бочка заповнена водою «під зав’язку», ефект буде руйнівним – тиск миттєво виросте до критичних рівнів.
Як вплине дихання рідиною?
Уявімо, що водолаз дихає спеціальною рідиною. Відомо, що такі рідини теоретично можуть підтримувати дихання, але їхнє практичне застосування – питання дискусійне. Якщо легені заповнені рідиною, то під час удару внутрішнє й зовнішнє середовище будуть більш-менш вирівняні за тиском. Це може частково знизити травматизм.
Проте саме тіло зазнає сильного стиснення, і межі витривалості людського організму, ймовірно, не дозволять пережити такий гідроудар.
Висота падіння – ключовий фактор
Якщо падіння сталося б з другого поверху, можливо, частина енергії передалася б воді, а водолаз зміг би компенсувати удар зміщенням усередині рідини. Але при падінні з 100-го поверху швидкість удару буде настільки великою, що навіть вода не допоможе значно зменшити навантаження на тіло.
Даний експеримент виглядає як цікавий теоретичний випадок для аналізу фізичних процесів. Однак навіть у найкращих умовах (наявність повітряного прошарку, дихання рідиною) виживання водолаза виглядає малоймовірним. Гідроудар, тиск і жорсткий удар об землю зроблять експеримент фатальним.
Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть комбінацію Ctrl+Enter або Control+Option+Enter.
