26 obserwujących
70 notek
141k odsłon
  1500   0

Przeciążenia przy schodzeniu ze schodów

Administratorów proszę o zakwalifikowanie notki do działu "Katastrofa Smoleńska", gdyż dotyczy to dyskusji tam prowadzonej.


Spróbujmy wykonać eksperyment, który wykaże jakie jest to nieszczęsne przeciążenie przy schodzeniu ze schodów. Nagrałem taki oto filmik:


Na tym filmie zbiegałem (ale nie z maksymalną prędkością - taki truchcik powiedzmy) na gołych stopach ze schodów. Film nagrany jest w 50 fps, a więc jedna klatka to 0,02 sekundy.

Najpierw policzmy prędkość stopy. Na filmiku potrzeba 4 klatek aby stopa dotknęła ziemi. Weźmy nawet 5, bo może kawałek z tych 20 cm jest poza kadrem. Prędkość stopy przy lekkim zbieganiu ze schodów (20 cm w 5 klatek tj. 0,1 sekundy):

v=s/t=2 m/s


Teraz policzmy przyspieszenie działające na przednią część stopy. Według mnie wyhamowanie tej prędkości odbywa się na przestrzeni maksimum jednej klatki (być może i mniej ale za wolną mam kamerę). W związku z tym przyspieszenie działające na przednią część stopy (2 m/s w czasie 0,02 sekundy)

a=v/t=100 m/s^2 ~ 10g (i to jest dolne oszacowanie)

Takiego przeciążenia doznaje przód stopy.

Spróbujmy teraz oszacować przeciążenia, które można by zmierzyć na pięcie. Jak widać część prędkości wyhamowuje ona wraz z przednią częścią stopy ale trochę jej zostaje - potrzebuje jeszcze 4 klatek na dotknięcie ziemi na zmierzonym dystansie ok. 10 cm. Czyli jej średnia prędkość, po dotknięciu stopą ziemi (10 cm w 0,08 sekundy)

v=s/t=1,25 m/s

Wyraźnie widać, że nie jest to prędkość stała - pięta zwalnia. Dlatego szacunkowo w górnej części może mieć ok 1,5 m/s a w dolnej ok 1 m/s.

Ponieważ oba procesy znów dzieją się za szybko, przyjmując minimalny mierzalny interwał czasowy t=0,02s wychodziłoby hamowanie w górnej części

a=25 m/s^2 ~ 2,5g

I w dolnej:

a=50 m/s^2 ~5g

Mierząc więc na pięcie (albo na kostce etc.) spodziewałbym się dwóch peaków -ok. 2,5g i ok 5g a pomiędzy nimi względnie stałego przyspieszenia. Przyspieszenie to też można oszacować (4 klaty i utrata ok. 0,5 m/s z prędkości)

a=2s/t^2=16 m/s^2 ~1,5g

Spodziewałbym się więc mniej więcej takiego pomiaru przyspieszeń:

image

Wykres jest bardzo schematyczny. W rzeczywistości pola pod krzywymi powinny być takie same.

Oczywiście to co się dzieje wyżej, będzie coraz lepiej amortyzowane. Na piszczelu będzie mniej a w środku ciężkości jeszcze mniej i powinno to zmierzać tam do określonych wartości reakcji podłoża.

Należy też pamiętać, że to są szacowane przyspieszenia, a nie przeciążenia. Aby uzyskać te drugie trzeba jeszcze dodać ziemskie 1g. Oczywiście nie wykluczam też, że w tym rozumowaniu tkwi jakiś błąd, choć wydaje mi się, że to dość elementarne rachunki.

Lubię to! Skomentuj189 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Polityka