Мне тут написал один из уважаемых подписчиков и предложил рассмотреть забавный мысленный эксперимент про водолаза, которого в бочке засмолили и по морю пустили. Мне кажется, подобный шуточный эксперимент будет полезен для анализа физических процессов.
Вопрос такой: Что будет, если в недеформируемой (!) металлической бочке, полной воды, расположить водолаза, бочку запечатать герметично и сбросить с 100 этажа. При этом учесть, что водолаз при этом дышит жидкостью.
Казалось бы, всё очень просто. Но если детально рассматривать ситуацию с точки зрения происходящих процессов, то можно запутаться.
Автор вопроса не так просто отметил, что бочка не деформируется. Предполагаю, что мысль строилась на логике защитной капсулы. При этом было дополнено, что в бочке есть вода. Вероятно, тут вода должна была компенсировать удар. Ну а дышит водолаз жидкостью...Я не понимаю, для чего, но на физике это вряд ли сильно отразится.
Тут появляется целый ряд занятных вопросов, которые мы должны рассмотреть:
🔹 Во-первых, недеформируемая бочка, это даже хуже, чем деформируемая. Тут вспоминается вечный спор про деформируемые кузова. Энергия деформации расходует общую энергию системы и удар получается не таким значительным. Недеформируемая же бочка (даже абсолютно недеформируемая бочка) энергию деформацией расходовать не будет, а значит весь удар полностью передастся внутрь этой бочки.
Наверняка появится занятный эффект, при котором недеформируемая бочка "вроется" в Землю от падения. Причём, вероятно довольно глубоко. Ну и согласно третьему закону Ньютона весь удар вернется содержимому бочки. Правда ситуация будет лучшей, чем могла бы быть при падении такой бочки ещё и на недеформируемую поверхность. Там бы она, вероятнее всего, отскочила.
🔹 Во-вторых, жидкость внутри бочки, которая должна была бы компенсировать удар, организует внутри ни что иное, как гидравлический пресс.
Если вы помните, то вода практически не сжимаема. Помните понятие гидроудар? Поэтому, вся энергия удара передастся внутрь бочки, а несжимаемая жидкость организует гидроформинг всего внутри. Удар окажется ещё более сильным, чем это могло бы быть.
Ну а давление в жидкости распространяется с равной силой во всех направлениях. Причём, ситуация примерно аналогичная и в случае, если бочка залита под завязку, и в случае, если есть пустое место внутри этой.
Если бочка заполнена не полностью, то получится нечто типа поршня. Вода будет перемещаться в пустом пространстве, и тут есть небольшой шанс, что даже при сильном ударе вода не так сильно ударит человека. Но у воды будет поверхностное натяжение и ситуация получится аналогичной старой байке про прыжок на газетку в реке.
Технически получится, что простая бочка без воды могла бы отскочить, а тут как будто бы упадёт железобетонный блок.
🔹 Следующий момент - дыхание водолаза жидкостью. Ну для начала отмечу, что я не уверен в существовании такой жидкости, пригодной именно для дыхания человека, но если она и есть, то всё будет зависеть от уровня давления такой жидкости в дыхательной системе.
Вероятнее всего, если жидкость есть в лёгких, то мгновенный скачок окружающего давления не окажет столь губительного влияния. Но для этого уровень давлений должен быть выровнен. В противном случае, организм сожмётся, но не так сильно, как в случае дыхания воздухом. Дальше вопрос в допустимых деформациях человеческого тела.
🔹 Ситуацию сильно усугубляет падение именно со столь большой высоты. Если бы это был, например, второй этаж, то тут можно было бы пофантазировать про скорость приложения нагрузки и её распределение внутри бочки с водой. Вероятно, даже в несжимаемой жидкости (при достаточном её количестве внутри бака) водолаз бы во время удара просто начал тонуть глубже и тем самым действительно компенсировал бы удар. Тут уже расчётные параметры. Но когда речь именно про 100-ый этаж, вариантов практически не остаётся. Сильный удар именно что вызовет эффект пресса.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!