Mokslo ir technologijų pasaulis

Luke'as Aikinsas nėrė iš padangių be parašiuto. Tai beprotybė – ne todėl, kad neįmanoma, bet todėl, kad dėl menkos klaidos viskas gali labai liūdnai baigtis.

Jei nematėte vaizdo įrašo, jame Aikinsas žengia iš lėktuvo 25 000 pėdų (7,6 km) aukštyje ir krenta į tinklą – nenaudodamas parašiuto.

Žinoma, kyla keletas fizikinių klausimų. Tad, pradėkime.

Ar svarbu, kad jis iššoko iš 25 000 pėdų aukščio?

Trumpas atsakymas – ne. Iš tiesų nesvarbu, ar šokate iš 25 000 ar 15 000 pėdų aukščio. Abiem atvejais išvystytumėte ribinį, apie 150 mph (240 km/h) greitį. Nors kamuolys, paleistas iš 4 metrų aukščio į žemę trenksis dvigubai didesniu greičiu, nei numestas iš 1 metro aukščio, tai galioja tik tada, kai į oro pasipriešinimą galime nekreipti dėmesio.

Kas yra oro pasipriešinimo jėga? Tai jėga, veikianti judantį ore objektą. Galite patirti ją patys, iškišę ranką per važiuojančio automobilio langą. Ši jėga priklauso nuo:

• Objekto judėjimo oro atžvilgiu greičio.
• Objekto dydžio.
• Objekto formos.
• Oro tankio.

Kadangi jėga priklauso nuo greičio, paleidus rimtyje esantį objektą, iš pradžių oro pasipriešinimo jėga jo neveiks – bus lygi nuliui. Gravitacija trauks objektą žemyn ir krisdamas jis greitės. Kai pagreičio ir judėjimo kryptis sutampa, objektas greitėja – oro atžvilgiu jis juda žemyn greitėdamas. Judant pasireiškia oro pasipriešinimo jėga – ji stiprėja, augant greičiui. Galiausiai oro pasipriešinimo kuriamos jėgos dydis susilygina su gravitacijos jėga ir objektas ima kristi pastoviu greičiu. Šis greitis vadinamas ribiniu greičiu.

Ribinis greitis priklauso nuo objekto dydžio, formos, bei masės. Skaidaiverio ribinis greitis yra 190 – 240 km/h. Štai paprastas eksperimentas: paimkite vieną kavos filtrą ir dviejų kavos filtrų pluoštelį. Paleiskite juos.

Kadangi kavos filtrų forma ir dydis vienodi, vienintelis reikšmingas skirtumas yra jų masė. Krentančius du filtrus veikianti gravitacijos jėga bus dvigubai didesnė, nei vieną filtrą, tad jie pasieks didesnį ribinį greitį.

OK, tad iš 25 000 pėdų aukščio iššokęs skaidaiveris žemę turėtų pasiekti tokiu pat greičiu, kaip ir iššokęs iš 15 000 pėdų aukščio. Bet ar yra kokių nors kitų skirtumų? Spėju, iš aukščiau šokant, lieka daugiau laiko atlikti korekcijas, taikantis į apačioje laukiantį tinklą. O ir jeigu jau norima ką pademonstruoti, tai geriau tai daryti stilingai.

Yra vienas didelis skirtumas tarp 25 000 ir 15 000 pėdų – oro tankis 25 000 pėdų aukštyje parcialinis deguonies slėgis toks mažas, kad smegenys negalėtų tinkamai veikti. Skaidaiveriai ir alpinistai šią problemą sprendžia deguonies kaukėmis. Nesakysiu daugiau nieko, tik pasiūlysiu pažiūrėti šį nuostabų Destino video (Smarter Every Day) apie didelio aukščio įtaką kūnui.

Kaip tinklas sustabdo šokantįjį?

Stabdant žmogų, svarbiausia yra pagreitis. Pagreitis priklauso nuo greičio pokyčio ir kiek laiko tas pokytis trunka. Kaip bebūtų, skaidaiveris sulėtės nuo 240 km/h iki 0 km/h – pakeisti galime tik šio lėtėjimo trukmę. Jei žmogaus kūną veikiantis pagreitis pernelyg didelis, gali nutikti negerų dalykų, tokių, kaip sužeidimai ir netgi mirtis. NASA pateikia gražų žmogaus pakeliamų pagreičių grafiką. Iš jo matosi, kad labai trumpai žmonės gali ištverti netgi 30 G.

Įprastai skaidaiveriai patiria perkrovas, išsiskleidus parašiutui. Tai gali trukti keletą sekundžių ir pagreitis būna visai pakenčiamas. Jei norite greitį sumažinti tinklu, o ne parašiutu, būtina galvoti apie laiką. Kaip sustoti per pakankamai ilgą laiką? Vienintelis atsakymas – daug išsitempiantis tinklas. Taip skaidaiveris bus stabdomas ilgiau ir perkrovos bus pakenčiamos. Norint sustoti, veikiant 10G perkrovoms, tinklas turi išsitempti mažiausiai 2,3 metrus. Žiūrint į video, panašu, kad Luke'as tinklą ištempė gerokai daugiau.

Kodėl jis apsivertė ant nugaros?

Kritimo gale Luke'as persivertė nuo padėties veidu žemyn ant nugaros. Nesu profesionalus šokinėtojas į tinklus, tad dėl tikrųjų priežasčių leisiu sau spekuliuoti. Visų pirma, žmonės geriau pakenčia perkrovas „akių obuoliai vidun“ – taip iš tiesų jie vadinami. Tai pagreitis kryptimi, kuria rodo nosis, gulint ant nugaros. Tad, apsiversdamas jis yra „akių obuoliais vidun“. Antra, krentant į tinklą ant nugaros, menkiau nukenčia rankos ir kojos. Tįsdamas tinklas prilenkia kūno dalis link torso. Krentant veidu žemyn, jis gali pastumti rankas ir kojas tokiu būdu, kokiu jie nebuvo numatyti lankstytis. Gali skaudėti.

Žinoma, kritimas nugara turi ir minusą – nesimato, kur krenti. Bet gal pačioje pabaigoje ir gerai nežinoti, kas nutiks.

Rhett Allain