Ο σώζων εαυτόν σωθήτω

A-Libyan-armed-man-shoots-007


Στα γουέστερν, καθώς και σε κάποια μέρη του κόσμου, οι άνθρωποι πυροβολούν στον αέρα είτε για προειδοποίηση, είτε για να γιορτάσουν κάποιο γεγονός. Αυτές οι σφαίρες, λογικά, πρέπει κάποια στιγμή να πέσουν. Πόσο επικίνδυνες θα ήταν εάν χτυπούσαν κάποιον;

 

Πολύ, μα πάρα πολύ επικίνδυνες! Όπως θα δούμε, η φυσική λέει πως, όταν πέσουν στο έδαφος οι σφαίρες αυτές, θα έχουν την ίδια ταχύτητα με την οποία εγκατέλειψαν την κάννη του πιστολιού, δηλαδή κάπου ανάμεσα στα 1.100 με 1.300 χιλιόμετρα την ώρα. Στον υπολογισμό αυτό βέβαια δε λαμβάνεται υπόψη η αντίσταση του αέρα. Πιο ρεαλιστικά, η ταχύτητα της σφαίρας όταν φτάσει στο έδαφος θα είναι 160 με 240 χιλιόμετρα την ώρα. Αρκετά μεγάλη ταχύτητα ώστε η σφαίρα να διαπεράσει το ανθρώπινο δέρμα ή έστω να κάνει μεγάλη ζημιά. Προσπάθησε όμως να το πεις αυτό στους ανόητους που αδειάζουν τα όπλα τους «ακίνδυνα» στον αέρα…

Υπάρχουν δύο διαφορετικές δυνάμεις που επηρεάζουν την ταχύτητα της σφαίρας στην άνοδο και στην πτώση της: η βαρύτητα και η αντίσταση του αέρα. Ας εξετάσουμε πρώτα την επίδραση της βαρύτητας, ξεχνώντας για λίγο την αντίσταση του αέρα.

Θα είναι ευκολότερο να κατανοήσουμε την τροχιά της σφαίρας εάν την εξετάσουμε από την ανάποδη, ξεκινώντας δηλαδή τη στιγμή που η σφαίρα φτάνει στην κορυφή της τροχιάς της και αρχίζει να πέφτει προς τα κάτω. Κατόπιν, θα εξετάσουμε τη διαδρομή της προς τα πάνω και θα τις συγκρίνουμε.

Η βαρύτητα είναι μία δύναμη που ενεργεί σε σώματα που πέφτουν — και στην πραγματικότητα είναι αυτή που τα κάνει να πέφτουν — έλκοντάς τα προς το κέντρο της Γης , μία κατεύθυνση που την έχουμε ονομάσει «κάτω». Όσο το αντικείμενο είναι στον αέρα, η βαρύτητα εξακολουθεί να το έλκει συνεχώς, εξαναγκάζοντάς το να πέφτει όλο και πιο γρήγορα. Όσο περισσότερο κρατάει η πτώση του τόσο περισσότερο χρόνο έχει η βαρύτητα να επενεργήσει πάνω του, οπότε τόσο πιο μεγάλη ταχύτητα θα αποκτά. (Τεχνικός όρος: Επιταχύνει.)

Η δύναμη του βαρυτικού πεδίου της Γης είναι τέτοια που για κάθε δευτερόλεπτο έλξης — δηλαδή για κάθε δευτερόλεπτο πτώσης του αντικειμένου — αυτό κερδίζει 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο σε ταχύτητα, ή περίπου 35 χιλιόμετρα την ώρα. Δεν παίζει κανένα ρόλο το σχήμα, το μέγεθος, ή το βάρος του αντικειμένου γιατί η επιτάχυνση του βαρυτικού πεδίου είναι ένα χαρακτηριστικό της Γης της ίδιας. Οπότε, για κάθε δευτερόλεπτο πτώσης, προστίθενται στην ταχύτητα της σφαίρας 35 χιλιόμετρα την ώρα. Εάν η σφαίρα πέφτει για 10 δευτερόλεπτα, η ταχύτητά της θα είναι 350 χιλιόμετρα την ώρα και ούτω καθεξής.


mpalwthies

Η βαρύτητα, όμως, τραβούσε τη σφαίρα προς τα κάτω με την ίδια δύναμη κι όταν αυτή ανέβαινε. Αυτό ήταν εξάλλου που την επιβράδυνε τόσο, ώστε τελικά να φτάσει με μηδενική ταχύτητα στην κορυφή της τροχιάς της, πριν ξεκινήσει την πτώση της. Για κάθε δευτερόλεπτο ανόδου τώρα, η βαρύτητα αφαιρούσε από την ταχύτητα της σφαίρας 35 χιλιόμετρα την ώρα. Η συνολική ταχύτητα που αφαιρέθηκε από τη σφαίρα στην άνοδό της πρέπει να είναι η ίδια με αυτή που προστέθηκε στην κάθοδο γιατί, απλά, η επίδραση της βαρύτητας επάνω της δεν άλλαξε στο ενδιάμεσο. Εάν οι δύο αυτές ταχύτητες ήταν διαφορετικές, τότε η σφαίρα θα έπρεπε είτε να έχει κερδίσει είτε να έχει χάσει ταχύτητα λόγω κάποιας εξωτερικής αιτίας, και στο παράδειγμά μας δεν υπήρχε καμία. (Στην πραγματικότητα υπάρχει η αντίσταση του αέρα, αλλά θα φτάσουμε και σ’ αυτή.)

Ότι λοιπόν η βαρύτητα μας παίρνει ανεβαίνοντας, μας το επιστρέφει κατεβαίνοντας. Λαμβάνοντας λοιπόν υπόψη μόνο τη βαρύτητα, η σφαίρα θα έχει ακριβώς την ίδια ταχύτητα επιστρέφοντας στο έδαφος, με αυτή που είχε φεύγοντας από την κάννη του όπλου: την ταχύτητα της εκπυρσοκρότησης, και μ’ αυτή θα χτυπήσει στο έδαφος.

…Ή κάποιον αθώο που έτυχε νά περνάει από εκεί.

Μέχρι τώρα έχουμε παραβλέψει την επιβράδυνση από την αντίσταση του αέρα. Όπως όμως μπορείς να διαπιστώσεις βγάζοντας το χέρι σου έξω απ’ το παράθυρο ενός αυτοκινήτου, όσο πιο γρήγορα κινείται το αυτοκίνητο τόσο περισσότερο ο αέρας προσπαθεί να σου το «πάρει» προς τα πίσω. Έτσι λοιπόν, καθώς η σφαίρα μας πέφτει όλο και πιο γρήγορα υπό την επίδραση της βαρύτητας, η αντίσταση του αέρα προσπαθεί να την αναγκάσει να κινηθεί όλο και πιο αργά. Σε σύντομο διάστημα, οι δύο αυτές αντίθετες δυνάμεις γίνονται ίσες και ακυρώνουν η μία το αποτέλεσμα της άλλης. Αφού συμβεί αυτό, η σφαίρα μπορεί να εξακολουθήσει την πτώση της για όσο χρόνο θέλει, αλλά δεν πρόκειται να κερδίσει περισσότερη ταχύτητα. Έχει πλέον φτάσει την οριακή ταχύτητά της, όπως την ονομάζουν οι φυσικοί.

(Επειδή αυτό το «οριακή ταχύτητα» είναι εντυπωσιακό ως όρος, πολλοί αθώοι φοιτητές — κι εγώ ήμουν ένας απ’ αυτούς — βγάζουν το συμπέρασμα ότι πρόκειται για κάποια θεμελιώδη σταθερά του σύμπαντος, κάτι σαν την ταχύτητα του φωτός. Δεν υπάρχει όμως τίποτε το ιερό ή σταθερό σχετικά μ’ αυτή. Η οριακή ταχύτητα ενός σώματος σε πτώση εξαρτάται μόνο από το μέγεθος, το σχήμα του και τον προσανατολισμό του μέσα στον αέρα. Εάν πέσεις από ένα αεροπλάνο, η οριακή σου ταχύτητα σίγουρα θα είναι σημαντικά μικρότερη εάν φοράς αλεξίπτωτο. Ομάδες αλεξιπτωτιστών ρυθμίζουν συνεχώς την ταχύτητά τους, μαζεύοντας ή απλώνοντας τα χέρια και τα πόδια τους, έτσι ώστε να συναντηθούν με την ίδια οριακή ταχύτητα και να επιτύχουν διάφορους σχηματισμούς, πριν τελικά ανοίξουν τ’ αλεξίπτωτά τους.)

John Rambo por Sylvester Stallone Personajes de cine

Εάν ο πιστολάς μας είναι κοντά στο στόχο του, η αντίσταση του αέρα δε θα έχει και μεγάλα περιθώρια για να επιβραδύνει τη σφαίρα κατά τη σύντομη πτήση της. Ακόμα κι αν τη ρίξει κανείς στον αέρα, μία σφαίρα, λόγω του αεροδυναμικού της σχήματος, δεν επηρεάζεται και πολύ από την αντίσταση του αέρα κατά την άνοδο, γιατί είναι προσανατολισμένη κατά τη φορά της κίνησής της. Στην πτώση της, όμως, είναι πιο πιθανό ότι θα πέφτει «κουτρουβαλώντας» ή, ακόμα πιθανότερο, ότι θα πέφτει με το πίσω της μέρος να κοιτάζει εμπρός, γιατί αυτός είναι ο πιο ευσταθής προσανατολισμός για ένα αντικείμενο σε σχήμα σφαίρας. Η αεροδυναμική αντίσταση μίας σφαίρας που «κουτρουβαλά» ή που κατεβαίνει με το πίσω μέρος, είναι κατά πολύ μεγαλύτερη απ’ ότι σε μία σφαίρα που σκίζει τον αέρα με τη μύτη της, οπότε η σφαίρα αυτή θα επιβραδύνει σημαντικά κατεβαίνοντας και θα καταλήξει να χτυπήσει το έδαφος με πολύ μικρότερη ταχύτητα απ’ την ταχύτητα εκπυρσοκρότησής της. Ένας ειδικός έχει υπολογίσει ότι μία σφαίρα από 22άρι περίστροφο, που θα φύγει από την κάννη με 1.380 χιλιόμετρα την ώρα, θα πέσει στο έδαφος με ταχύτητα μεταξύ 154 και 216 χιλιομέτρων την ώρα, ανάλογα με τον προσανατολισμό της καθώς θα πέφτει. Αυτή η ταχύτητα φτάνει και περισσεύει για να επιφέρει σημαντικότατη, έως θανατηφόρα βλάβη σε οποιοδήποτε… κρανιακό τόπο τύχει να προσεδαφιστεί.

Και, μιλώντας περί τύχης, ο βλαξ που έριξε αυτή τη σφαίρα έχει τις λιγότερες πιθανότητες να τη φάει στο κεφάλι, όσο προσεκτικά και αν σημαδέψει ακριβώς από πάνω του! Σ’ ένα σχετικό πείραμα, από τις πεντακόσιες σφαίρες διαμετρήματος 0,30 που ρίχτηκαν από οπλοπολυβόλο στραμμένο ακριβώς προς τα επάνω, μονάχα οι τέσσερις έπεσαν μέσα σε μία επιφάνεια ενός τετραγωνικού μέτρου από το όπλο. Ο άνεμος επιδρά σημαντικά στην τροχιά των σφαιρών αυτών, μιας που οι σφαίρες διαμετρήματος 0,22 και 0,30 μπορούν να φτάσουν σε ύψος 1.200 έως 2.400 μέτρων πριν αρχίσουν να πέφτουν πίσω στη γη.

b96809

 ~ Ρόμπερτ Λ. Γουόλκε – Τι είπε ο Αϊνστάιν στον κουρέα του

by Αντικλείδι , https://antikleidi.com

Συναφές: 

Γιατί δεν πέφτουν τα πουλιά όταν κοιμούνται στα κλαδιά;

Γιατί τα φανάρια έχουν πράσινο, κόκκινο και κίτρινο χρώμα;

Σχετικά Άρθρα

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -