А теперь давайте прикинем что было бы, если бы на туристов в снежной пещере свалился большой кусок фирнового снега.
При падении с высоты h тело приобретает скорость V=√(2gh). по закону сохранения импульса mV=Ft, отсюда F=m√(2gh)/t, где t - время удара, отрезок времени от момента соприкосновения до момента полной остановки падающего тела. в конкретных задачах всегда стоит проблема определения этого времени. аналитически оно не определяется, т. е. формулы для его нахождения нет, надо измерять его экспериментально.
Источник формулы:
https://otvet.mail.ru/question/175259260Задача - посчитать массу снега, и прикинуть время его остановки.
Площадь поверхности тел четырех туристов
Допустим туристы вырыли пещеру длиной 1.5м, шириной 1.5м и высотой 1.2м, тогда слой снега над ними должен был быть 1.3-1.8 метра.
Считаем объем снежной массы: 1.5 х 1.5 х 1.8 = получаем 4,05 метра кубических.
Снег, даже в состоянии твердого фирна обвалиться не ровно по всей площади ниши, а отколется куском. Какой это будет кусок зависит от конкретных условий где пройдут трещины. Давайте примем объем куска снега за 70% от всего объема снега над снежной пищерой = 4.05м3 х 0.7 = 2,835м3 (кусок который упал)
По последним данным плотность снега около 264 кг/метр кубический.
Теперь прикинем массу снега, которая давит на всех туристов при обвале.
Объем умножаем на плотность:
2,835 метра кубических умножим на 264 кг/метр кубический и получим 748 кг массы снега упавшего на всех четверых.
Общая площадь поверхности тела взрослого мужчины в среднем равняется 1.9 метра квадратных. Нас интересует только площадь передней поверхности тела, так как снег падал в одном направлении - сверху. Если общая площадь поверхности тела равна 1.9м2, то площадь передней поверхности тела попадающего под перпендикулярный вектор силы равна приблизительно 0.7м2. У нас в ручье четыре трупа. Дубинина вероятнее всего получила травмы во фронтальной проекции, и для её тела мы принимаем площадь равную 0.7м2, но трое остальных лежали на боку, и площадь их боковой прекции их тел попавших под удар куска снега гораздо меньше. Приблизительно она равна 0.4м2 для каждого тела. Итак, суммируем общую площадь тел туристов укрывшихся в пещере:
0.7 + 0.4 + 0.4 + 0.4 = 1.9 метра квадратных.
748 кг массы снега упало на 1.9м2 площади тел туристов.
Кажется, что это много ? Действительно много, из-под такой массы снега никто самостоятельно выбраться не сможет. Но давайте посчитаем удельное давление на квадратный метр. Оно будет равно:
748 кг делим на 1.9 квадратных метра и получаем 393кг давило на 1м2.
Теперь посчитаем давление на грудную клетку Дубининой:
0.06м2 х 393 = 23 кг.
Вроде бы не много ?
Да, не много.
Но не забываем, что снег падал, и обладал импульсом силы.
Считаем импульс силы:
F=m√(2gh)/t
В этой формуле мы не знаем время воздействия снежного куска на тела.
Я точно не могу сказать какой был отрезок времени от момента соприкосновения до момента полной остановки падающего снега.
Я исхожу из того, что за 1 метр свободного падения снег наберет скорость около 4.5м/с. Человек на боку занимает пространство в высоту примерно 0.5м. Вот эти 0.5 метра снег и будет давить пока не остановится. 0.5м делим на 4.5м/с и получаем 0.1с. Давайте примем это время за 0.1 секунды.
И хоть высоту пещеры мы приняли за 1.2м, но высоту падения мы возьмем как 1м, потому что тела тоже занимают место.
Подставляем в формулу массу, ускорение свободного падения и время:
F=748√(2x9.81x1)/0.1=33132 Ньютон или 3313кг импульса падения.
3313кг будут давить на тела четверых туристов (площадью 1.9м2) в момент падения снега.
Отсюда находим удельное давление кг/м2
3313 / 1.9 = 1743 кг/м2
А от удельного давления в импульсе находим сколько досталось каждому:
Во фронтальной проекции площадь грудной клетки Дубининой 0.06м2, отсюда считаем давление:
1743кг/м2 х 0.06м2 = 104кг
В боковой проекции площадь грудной клетки Золотарева 0.04м2, отсюда считаем давление:
1743кг/м2 х 0.04м2 = 70кг
В боковой проекции площадь черепной коробки Тибо-Бриньоль 0.035м2, отсюда считаем давление:
1743кг/м2 х 0.035м2 = 61кг
Про Колеватова непонятно что думать. Возможно ему свернули шею, то есть смещение шейных позвонков. Я не совсем хорошо представляю себе как снег упавший сверху может повредить шейный отдел позвоночника.
А в общем и целом выводы напрашиваются такие, что в ручье они могли замерзнуть и задохнуться под снегом, а сами травмы получены никак не в ручье. Может быть я где-то ошибаюсь в расчетах. Вы можете меня проверить, посмотреть справочники, рассчитать всё по-своему. Я не против. Выкладывайте в этой теме свои расчеты и прикидки.
==============================================================================
Источник свежих данных:https://taina.li/forum/index.php?topic=12445.msg809692#msg809692Нанесённый за последние дни слой свежего снега на верхней части карниза имел массу 665 гр при объёме 4,8 литра. Плотность снега в теле карниза характеризовалась массой 1,255 кг на 4,8 литра.
К середине дня давление чуть повысилось до 736 мм рт ст. Появились окна голубого неба. Температура -1 градус. Показался противоположный хребет за Лозьвой.
Соответственно получается 138кг/м3 и 264кг/м3
Тема: Почему четверка погибла не в ручье (Прочитано 14523 раз)