Visi esame girdėję epinių istorijų apie žmones, išgyvenusius kulką į galvą, išgyvenusius kritimą iš 10 aukšto ar ilgus mėnesius klaidžiojančius jūroje. Tačiau pakanka pastatyti žmogų bet kurioje žinomoje visatoje, išskyrus ploną erdvės sluoksnį, besitęsiantį porą mylių virš jūros lygio Žemėje arba žemiau jos, ir žmogaus mirtis yra neišvengiama. Kad ir koks tvirtas ir elastingas kai kuriose situacijose atrodytų mūsų kūnas, viso kosmoso kontekste jis yra bauginančiai trapus.
Daugelis ribų, per kurias paprastas žmogus gali išgyventi, yra gana aiškiai apibrėžtos. Pavyzdys yra gerai žinoma „trijų taisyklė“, kuri nustato, kiek laiko galime išbūti be oro, vandens ir maisto (atitinkamai maždaug tris minutes, tris dienas ir tris savaites). Kitos ribos yra prieštaringesnės, nes žmonės retai jas išbando (arba visai netikrina). Pavyzdžiui, kiek laiko galite nemiegoti prieš mirtį? Kaip aukštai gali pakilti, kol neuždusti? Kiek pagreičio gali atlaikyti jūsų kūnas, kol nesuirs?
Dešimtmečius trukę eksperimentai padėjo apibrėžti ribas, kuriose gyvename. Kai kurie jų buvo tikslingi, kiti atsitiktiniai.
Kiek laiko galime nemiegoti?
Yra žinoma, kad oro pajėgų pilotai po trijų ar keturių budrumo dienų pateko į tokią nekontroliuojamą būseną, kad sudužo savo lėktuvus (užmigo prie vairo). Net viena naktis be miego paveikia vairuotojo gebėjimus taip pat, kaip ir apsvaigimas. Absoliuti savanoriško atsparumo miegui riba yra 264 valandos (apie 11 dienų). Šį rekordą 17-metis Randy Gardner nustatė vidurinės mokyklos mokslo projektų mugėje 1965 m. Prieš užmigdamas 11 dieną, jis iš tikrųjų buvo augalas atviromis akimis.
Bet kiek laiko užtruks, kol jis numirs?
Šių metų birželį 26 metų kinas mirė po 11 dienų nemiegojęs, bandydamas stebėti visas Europos čempionato rungtynes. Tuo pačiu metu jis vartojo alkoholį ir rūkė, todėl sunku nustatyti tikslią mirties priežastį. Bet vien dėl miego trūkumo tikrai ne vienas žmogus mirė. Ir dėl akivaizdžių etinių priežasčių mokslininkai negali nustatyti šio laikotarpio laboratorijoje.
Bet jie sugebėjo tai padaryti su žiurkėmis. 1999 metais Čikagos universiteto miego tyrinėtojai uždėjo žiurkes ant besisukančio disko virš vandens telkinio. Jie nuolat registravo žiurkių elgesį naudodami kompiuterinę programą, galinčią atpažinti miego pradžią. Kai žiurkė pradėjo užmigti, diskas staiga apsisuko, pažadindamas jį, sviedė į sieną ir grasino įmesti į vandenį. Žiurkės paprastai mirė po dviejų savaičių nuo šio gydymo. Prieš mirtį graužikams pasireiškė hipermetabolizmo simptomai – būklė, kai ramybės būsenos organizmo medžiagų apykaita taip padidėja, kad sudeginamos visos perteklinės kalorijos, net kai kūnas yra visiškai nejudrus. Hipermetabolizmas yra susijęs su miego trūkumu.
Kiek radiacijos galime atlaikyti?
Radiacija yra ilgalaikis pavojus, nes sukelia DNR mutacijas, keičia genetinį kodą taip, kad vystosi vėžinės ląstelės. Bet kokia radiacijos dozė jus iškart nužudys? Pasak Renslerio politechnikos instituto branduolinės inžinieriaus ir radiacinės saugos specialisto Peterio Caracappa, 5-6 sivertų (Sv) dozė per kelias minutes sunaikins per daug ląstelių, kad organizmas galėtų susidoroti su jais. „Kuo ilgesnis dozės kaupimo laikotarpis, tuo didesnė tikimybė išgyventi, nes organizmas šiuo metu bando atsistatyti“, – paaiškino Caracappa.
Palyginimui, kai kurie Japonijos Fukušimos atominės elektrinės darbuotojai, susidūrę su avarija praėjusį kovą, per valandą gavo 0,4–1 Sv radiacijos. Nors jie išgyveno, jų vėžio rizika gerokai padidėja, teigia mokslininkai.
Net jei būtų išvengta branduolinių avarijų ir supernovų sprogimų, natūrali Žemės foninė spinduliuotė (iš šaltinių, tokių kaip uranas dirvožemyje, kosminiai spinduliai ir medicinos prietaisai) padidina tikimybę susirgti vėžiu bet kuriais metais 0,025 proc., sako Caracappa. Tai šiek tiek keistai apriboja žmogaus gyvenimo trukmę.
„Paprastas žmogus... kasmet 4000 metų gaunantis vidutinę foninės spinduliuotės dozę, nesant kitų veiksnių, neišvengiamai susirgs radiacijos sukeltu vėžiu“, – sako Caracappa. Kitaip tariant, net jei galėtume nugalėti visas ligas ir išjungti genetines komandas, kontroliuojančias senėjimo procesą, vis tiek negyvensime ilgiau nei 4000 metų.
Kiek pagreičio galime išlaikyti?
Šonkaulis apsaugo mūsų širdį nuo stiprių smūgių, tačiau nėra patikima apsauga nuo trūkčiojimų, kurie tapo įmanomi dėl šiandienos technologijų plėtros. Kokį pagreitį gali atlaikyti šis mūsų organas?
NASA ir kariniai tyrinėtojai atliko daugybę bandymų, siekdami atsakyti į šį klausimą. Šių bandymų tikslas buvo kosminių ir oro transporto priemonių konstrukcijų sauga. (Nenorime, kad astronautai apalptų raketai kylant.) Horizontalus pagreitis – trūkčiojimas į šoną – neigiamai veikia mūsų vidų, nes veikiančių jėgų asimetrija. Remiantis neseniai žurnale „Popular Science“ paskelbtu straipsniu, horizontalus 14 g pagreitis gali suplėšyti mūsų organus. Pagreitis išilgai kūno link galvos gali perkelti visą kraują į kojas. Toks vertikalus 4–8 g pagreitis privers jus be sąmonės. (1 g yra gravitacijos jėga, kurią jaučiame žemės paviršiaus, 14 g – tai planetos gravitacijos jėga, 14 kartų masyvesnė nei mūsų.)
Į priekį arba atgal nukreiptas pagreitis yra palankiausias kūnui, nes tokiu atveju tiek galva, tiek širdis įsibėgėja vienodai. Kariniai „stabdymo“ eksperimentai 1940-aisiais ir 1950-aisiais (iš esmės naudojant raketų roges, judančias po visą Edvardso oro pajėgų bazę Kalifornijoje) parodė, kad galime stabdyti esant 45 g pagreičiui ir vis dar galime apie tai kalbėti. Su tokiu stabdymu, važiuojant didesniu nei 1000 km per valandą greičiu, nuvažiavus kelis šimtus pėdų, galima sustoti per sekundės dalį. Stabdydami 50 g, mes, ekspertų teigimu, greičiausiai pavirsime į atskirų organų maišą.
Kokius aplinkos pokyčius galime atlaikyti?
Skirtingi žmonės gali atlaikyti skirtingus įprastų atmosferos sąlygų pokyčius, nesvarbu, ar tai būtų temperatūros, slėgio ar deguonies kiekio ore pokytis. Išgyvenimo ribos yra susijusios ir su tuo, kaip lėtai vyksta aplinkos pokyčiai, nes mūsų organizmas sugeba palaipsniui reguliuoti deguonies suvartojimą ir keisti medžiagų apykaitą reaguodamas į ekstremalias sąlygas. Tačiau, nepaisant to, galime apytiksliai įvertinti, ką galime atlaikyti.
Daugumą žmonių perkaitimas pradeda kentėti po 10 minučių itin drėgnoje ir karštoje aplinkoje (60 laipsnių Celsijaus). Sunkiau nustatyti mirties nuo sušalimo ribas. Žmogus dažniausiai miršta, kai jo kūno temperatūra nukrenta iki 21 laipsnio Celsijaus. Tačiau kiek tai užtrunka, priklauso nuo to, kiek žmogus yra „pripratęs prie šalčio“ ir ar atsirado paslaptinga, latentinė „žiemos miego“ forma, kuri, kaip žinoma, kartais pasitaiko.
Išgyvenimo ribos yra daug geriau nustatytos ilgalaikiam komfortui. Remiantis 1958 m. NASA ataskaita, žmonės gali gyventi neribotą laiką aplinkoje, kurios temperatūra yra nuo 4 iki 35 laipsnių Celsijaus, kol pastaroji temperatūra nukrenta žemiau 50 procentų santykinės drėgmės. Esant mažiau drėgmės, pakyla maksimali temperatūra, nes mažiau drėgmės ore palengvina prakaitavimo procesą ir taip vėsina kūną.
Kaip matyti iš mokslinės fantastikos filmų, kuriuose astronauto šalmas atidaromas už erdvėlaivio, mes negalime labai ilgai išsilaikyti žemi lygiai slėgis arba deguonis. Esant normaliam atmosferos slėgiui, ore yra 21 procentas deguonies. Mirsime nuo uždusimo, jei deguonies koncentracija nukris žemiau 11 proc. Per daug deguonies taip pat žudo, palaipsniui sukeldamas plaučių uždegimą per kelias dienas.
Sąmonę prarandame, kai slėgis nukrenta žemiau 57 procentų atmosferos slėgio, o tai atitinka pakilimą į 4500 metrų aukštį. Alpinistai sugeba kopti į aukštesnius kalnus, nes jų kūnas palaipsniui prisitaiko prie sumažėjusio deguonies kiekio, tačiau niekas negali pakankamai ilgai gyventi be deguonies bakų, aukštesnių nei 7900 metrų.
Jis yra apie 8 kilometrus aukštyje. O iki žinomos visatos krašto dar yra beveik 46 milijardai šviesmečių.
Natalija Volchover (Natalie Wolchover)
„Mažosios gyvenimo paslaptys“ („Life's Little Mysteries“)
2012 m. rugpjūčio mėn
Vertimas: Gusevas Aleksandras Vladimirovičius
Lėktuvas. Perkrova yra bematis dydis, tačiau dažnai perkrovos vienetas žymimas taip pat, kaip ir gravitacijos pagreitis, g. 1 vieneto (arba 1g) perkrova reiškia tiesioginį skrydį, 0 – laisvą kritimą arba nesvarumą. Jei orlaivis sukasi pastoviame aukštyje su 60 laipsnių posvyriu, jo konstrukcija patiria 2 vienetų perkrovą.
Leidžiama civilinių orlaivių perkrovų vertė yra 2,5. Paprastas žmogus gali atlaikyti bet kokią perkrovą iki 15G maždaug 3-5 sekundes neišsijungęs, tačiau žmogus gali atlaikyti dideles 20-30G ar didesnes perkrovas neišsijungdamas ne ilgiau kaip 1-2 sekundes ir priklausomai nuo įrenginio dydžio. perkrova, pvz., 50G = 0,2 sek. Apmokyti pilotai su anti-g kostiumais gali toleruoti g jėgas nuo -3 ... -2 iki +12. Atsparumas neigiamoms, į viršų nukreiptoms g jėgoms yra daug mažesnis. Paprastai, esant 7-8 G, akys „paraudo“ ir žmogus praranda sąmonę dėl kraujo priplūdimo į galvą.
Perkrova yra vektorinis dydis, nukreiptas greičio kitimo kryptimi. Gyvam organizmui tai būtina. Perkrauti žmogaus organai linkę išlikti toje pačioje būsenoje (vienodas tiesus judėjimas arba ramybė). Esant teigiamai G jėgai (nuo galvos iki pėdos), kraujas teka iš galvos į kojas. Skrandis nusileidžia. Kai neigiamas, kraujas pakyla į galvą. Skrandis gali pasirodyti kartu su turiniu. Kai kitas automobilis atsitrenkia į stovintį automobilį, sėdintis asmuo patirs nugaros ir krūtinės perkrovą. Tokia perkrova toleruojama be didelių sunkumų. Astronautai kilimo metu ištveria perkrovą gulėdami. Šioje padėtyje vektorius yra nukreiptas į krūtinę atgal, o tai leidžia atlaikyti keletą minučių. Kosmonautai nenaudoja anti-G prietaisų. Jie yra korsetas su pripučiamomis žarnomis, pripučiamas iš oro sistemos ir laiko išorinį žmogaus kūno paviršių, šiek tiek neleidžia nutekėti kraujui.
Pastabos
Wikimedia fondas. 2010 m.
Pažiūrėkite, kas yra „Perkrova (aviacija)“ kituose žodynuose:
G-force: G-force (aviacija) kėlimo ir svorio santykis G-force (technika) greitėjančiuose objektuose G-force (šachmatai) šachmatų situacija, kai figūros (figūra) negali susidoroti su savo užduotimis. Perkrova ... ... Vikipedija
1) P. masės centre yra susidariusios jėgos R (traukos ir aerodinaminės jėgos suma, žr. Aerodinaminės jėgos ir momentai) santykis n su orlaivio masės m ir pagreičio sandauga. laisvas kritimas g: n \u003d R / mg (nustatant P. ... ... Technologijos enciklopedija
Didžiausios neymax ir mažiausios neymin leistinos normalios perkrovos ny vertės pagal konstrukcijos stiprumą. E. p. vertė nustatoma remiantis stiprumo standartais įvairiems projektavimo atvejams, pavyzdžiui, manevrui, skrydžiui nelygiu metu. Iki…… Technologijos enciklopedija
Gavau asmeninę žinutę:
Laiškas nuo kkarai
>> Perkrova buvo ta pati, Jurijau. Ir visi laukia perkrovos. Na, ir šiek tiek kovinio naudojimo (visi rūkaliai nori sužinoti apie perkrovą, kiek svėrė, kiek skauda).Atsisėdo parašyti atsakymo. Bet tada pagalvojau, kad galbūt būtų įdomu ir kitiems aviacija besidomintiems ne pilotams skaitytojams.
Niekada neskauda nuo akrobatikos (perkrovos). Skausmingai tai bando daryti, kai pradeda nešvankiai ir smulkmeniškai keršyti tau už tavo darbą, už kažkokį tavo pasakojimą, kad kažkokia smulkutė siela, niekšas, kuris nemėgo apkalbų apie tai, kas gali būti ar išvis nebuvo, bet žinovo oru pasakoja, kas tariamai atsitiko. Deja, jų iš Borisoglebsko mokyklos buvo per daug... Bet puolė ne tą!
O perkrova? Kodėl ji, skausmas, būtų kažkas? Perkrova yra veiksnys, parodantis, kiek kartų jūsų kūno svoris viršija normalią būseną. Jis gali būti pavaizduotas kaip tokia formulė:G tikras = G norma. n m
Kur G yra svoris, o n y yra vertikali g jėga (galva-dubens).
Iš formulės aišku, kad šiuo metu jus veikia perkrova, lygi vienetui. Jei n y yra lygus nuliui, tai yra nesvarumas. Jei atsistosite rankomis į sieną ir svoris bus nukreiptas į dubens galvą, pajusite neigiamą perkrovą (minus vienas).
O skrendant taip pat yra šoninės perkrovos n z (neiššifruoju, jos nereikšmingos), išilginis n x (krūtinė - nugara) yra labai malonūs pagreičiai, pvz., kylant (teigiamas, tai yra pagreitis), atleidžiant stabdį parašiutas (neigiamas, tai yra stabdymas) .
Blogiausia, kad vertikalios perkrovos yra toleruojamos, tačiau jos dažnai paveikia pilotą skrydžio metu. Giliame posūkyje perkrova turi būti 3-6-8 vienetai. Ir kuo daugiau riedėjimo, tuo didesnės g jėgos reikia, kad plokštuma išliktų horizonte ir tuo mažesnis bus posūkio spindulys. Perkrova bus didesnė nei būtina tam tikram ritiniui - kovotojas eis lipdamas, jei mažiau - posūkis pasisuks su "kapstymu" (t. y. nuleidus nosį, aukštis pradės kristi; norint pataisyti giliai „įkasdamas“ turėsite jį išimti iš ritinio, o tai oro mūšis yra pavojingas, ypač jei priešas jau yra už nugaros ir taikosi). Ir kuo didesnė perkrova posūkyje, tuo didesnė variklio trauka turėtų būti, kitaip greitis pradės mažėti ir perkrovą teks sumažinti; o jei sumažinsi perkrovą, tai priešo nenumuš arba būsi numuštas.
Atliekant Nesterovo kilpą arba puskilpę, kai orlaivis „sukamas“ pirmoje paveikslo dalyje, n y pasiekia 4,5-6 vnt. Tie. didėja piloto svoris 4,5-6 kartus: jei pilotas sveria 70 kg, tada pilotuojant pagal šį skaičių jo svoris bus toks 315-420 kg.Šiuo metu rankų, kojų, galvos, kraujo svoris pagaliau didėja! Neįmanoma atlikti šios figūros esant mažesnei perkrovai - trajektorija bus ištempta ir orlaivis praras greitį viršutinėje kilpos dalyje, kuri yra kupina sukimosi. Su didesniu tai taip pat neįmanoma (na, priklausomai nuo orlaivio tipo) - orlaivis pasieks superkritinius atakos kampus ir taip pat praras greitį. Todėl perkrova turėtų būti optimali (kiekvienam orlaivio tipui savas). Viršutinėje Nesterovo kilpos dalyje pilotas nesikabina ant diržų, bet ir yra prispaustas prie sėdynės, nes. plokštuma turi būti "susisukta" su 2-2,5 perkrova. Apatinė kilpos dalis atliekama su 3,5-4,5 perkrova (priklausomai nuo tipo).
Didžiausia perkrova, kurią gali atlaikyti Žmogaus kūnas– nuo (+)12 iki (-)4.
Didelių vertikalių g jėgų pavojus yra tai, kad kraujas nuteka iš smegenų. Jei akrobatinio skraidymo pilotas yra atsipalaidavęs, o ne įtempęs kūno raumenis, galima netekti sąmonės. Piloto matymo laukas susiaurinamas (tamsa krinta į visas puses, na, kaip diafragma objektyve), jei „nepaleis“ perkrovos, žmogus išsijungs. Todėl pilotuodamas pilotas įtempia visas pagrindines raumenų grupes. Ir todėl fizinė būklė turite išlaikyti gerą formą.
Pirmoje nuotraukoje tai, ką kariūnas mato prieš save prieš sukurdamas didelę perkrovą. Antruoju: susidarė didelė perkrova, pilotas nespėjo stipriai įtempti viso kūno raumenų, kraujas nutekėjo iš smegenų, šydas akyse supo jį iš visų pusių, instruktorius patraukė už rankenos. dar šiek tiek ir kariūnas prarado sąmonę ...Anti-g kostiumo (PPK) veikimo principas yra pagrįstas tais pačiais veiksniais, jo kameros prispaudžia piloto kūną prie skrandžio, klubų ir blauzdų, neleisdamos nutekėti kraujui. Speciali automatinė mašina tiekia orą į PPC kameras priklausomai nuo perkrovos: kuo didesnė perkrova, tuo didesnis piloto kūno suspaudimas. Bet! Reikia turėti omenyje, kad PPC nepašalina perkrovos, o tik palengvina jo nešiojamumą!
PPK buvimas žymiai padidina kovotojo galimybes. O oro mūšyje pilotas su PKK įgyja pranašumų prieš priešą, kuris „pamiršo“ jį užsidėti!
APC neveikia su neigiamomis g jėgomis, kai, atvirkščiai, kraujas į smegenis veržiasi didele srove. Tačiau esant neigiamoms perkrovoms (kai kabojate ant diržų, galva remiasi į kabinos žibinto stiklą, o dulkės nuo prastai išvalytų grindų patenka į veidą ir akis), jie nevykdo oro mūšių. Žinau tik vieną pilotą, kuris galėtų pabėgti nuo priešo atakų su neigiamu G, tiksliai šaudyti ir numušti orlaivį iš bet kurios savo naikintuvo pozicijos, įskaitant. apverstas – leitenantas Erichas Hartmanas. Karo metais jis atliko 1404 skrydžius, per 802 oro mūšius iškovojo 352 oro pergales, iš kurių 344 buvo virš sovietinių lėktuvų. Apie 802 oro mūšius galime kalbėti tik sąlyginai. E. Hartmanas, kaip taisyklė, puldavo priešą iš saulės pusės ir pasitraukdavo, o jam pradėjus oro mūšį, 11 kartų buvo numuštas ne tokių iškilių sovietų naikintuvų – išmestas su parašiutu arba išvyko avariniam nusileidimui. Tačiau šiuo gebėjimu (pataikyti į taikinį iš bet kokios padėties) jis nustebino savo instruktorius pilotus dar būdamas kariūnu, mokydamasis C-flugshull (skrydžio mokykloje, kuri ruošėsi naikintuvų paleidimui).
Gydytojai rekomenduoja, esant nuovargiui skrydžio metu, rankiniu būdu sukurti slėgį PPC kamerose, paspausdami mašinos mygtuką, kuris tiekia orą į kostiumą. Viso kūno suspaudimas – tai poveikis akupunktūrai nervų sistema, kažkur taip į reikiamą vietą ir bus poveikis. Aš naudoju šį metodą daugybę kartų! Paspaudė save – po 3-5 sekundžių buvo paleistas oras, paskui kitas. Ir taip 3-4 kartus. Ir kaip marinatas! Aviacijos medikai teisūs! Nuovargis atpalaiduoja kaip ranka! Ir nuotaika bei pasirodymas didėja!Aviacijos festivaliuose galima išvysti virtuozus, kurie atlieka „atvirkštinę“ akrobatiką – jie atlieka posūkius, nardymą ir čiuožimą, Nesterovo kilpas, puskilpas, kovinius posūkius ir apsivertimus apversta padėtyje. (Tai yra su neigiama perkrova.) O jų kūnas tokioje įtampoje būna 5-7 minutes! Tai tikrai įgūdis! Aukščiausias meistriškumas!! Kaip jiems tai pavyksta, man sunku sutrumpinti! Tam reikia treniruočių metų. Šis įgūdis išauga šimtus kartų, kai tokia akrobatika atliekama poromis: vienas pilotas orlaivį pilotuoja įprastai, o kitas dešimt metrų aukščiau jo apverstas (kabina į kabiną) ir taip išlaiko savo vietą gretose! Mažiausias veiksmų neatitikimas ir susidūrimas yra neišvengiami, abu mirs! Tačiau tokie akrobatiniai skraidžiai bus pailginti vertikalioje plokštumoje – taip, kad nebūtų viršyta neigiama perkrova apverstam orlaiviui (-) ). Tačiau tokiu būdu skraido tik sportiniai orlaiviai, apverstos padėties koviniai lėktuvai gali skristi ne ilgiau kaip 30 sekundžių (varikliui aprūpinti degalais iš neigiamų g jėgų bakų). Tai tikrai aukštos klasės pilotai-sportininkai! Aš niekada taip neskridau! Tiksliau, tai buvo kartą: mane atakuojantį naikintuvą palikau mokomajame oro mūšyje, posūkyje nuspausdamas nuo savęs rankeną (paaiškėjo, kad tai buvo „atbulinis“ posūkis) Gone! „Priešas“ (pulko vadas pulkininkas leitenantas Tunenko Borisas Tichonovičius, turėjęs realių oro mūšių Bl. Rytuose, kur atidarė numuštųjų sąskaitą – vieną F-4e „Fantomą“) nebuvo. pasiruošęs tokiam manevrui ir manęs nesekė. Jie mane pametė iš akių, aš užpuoliau jį iš galinio pusrutulio-iš viršaus ir "nutrenkiau". Bet tai buvo kartą, ir aš pasakysiu, kad pojūčiai nėra malonūs! O kad šis E. Hartmano metodas labai efektyvus, įsitikinau pirmiausia dėl jo taikymo netikėtumo. (Tačiau ne, turėjau dar vieną tokį atvejį, kai du naikintuvai mane „užspaudė“ mokomajame oro mūšyje, ir aš panašiai nuo jų atsitraukiau. Bet apie tai pakalbėsiu kitą kartą.)
O prieš pilotus-sportininkus, kurie gali taip skraidyti reguliariai, nuimu kepurę!
Šiuolaikinėje artimoje kovoje perkrova turėtų būti 6-8 vnt. ir dar daugiau visos kovos metu! Bus mažiau - ne tu pargrius, o jie tave numuš!
Išmetimo metu vertikali smūgio perkrova piloto kūnui siekia 18-20 vnt. Malonus mazas.
„Bet kaip taip! - sušunka tu. – Ką tik pasakėte, kad žmogaus organizmui riba yra (+)12! O štai 20 vienetų!
Teisingai! Aš neatsisakau! Tiesiog paleidus katapultą toks perkrovos poveikis piloto kūnui būna trumpalaikis, sekundės dalis. Todėl, esant teisingai piloto kūno padėčiai (galva spaudžiama tiesiai ir jėga į sėdynės galvos atramą, nugara prispaudžiama prie sėdynės atlošo, klubai ir liemuo sudaro stačią kampą, o stuburas, vertikalioje padėtyje, formuoja statmeną sėdynei, be to, visi kūno raumenys turi būti labai įtempti) neigiami momentai sumažinami iki minimumo ir slanksteliai nespėja pakankamai išsimiegoti su šortais! Jei šūvio metu galva pasvirusi į priekį ir žemyn, į šoną ar net tiesiog jėga neprispausta prie galvos atramos (dėl didžiulės perkrovos ji pati pakryps), jei pilotas iškrito kabinoje prieš išmetimą, kaip ir namuose savo mėgstamoje kėdėje prie televizoriaus, pirmu atveju nepavyksta išvengti kaklo slankstelių lūžimo, o antruoju – juosmeninės stuburo dalies lūžio. Ir kuo greičiau gelbėtojai ras tokį pilotą, tuo geriau. Jis pats neišgyvens! Tada nuo 6 iki 12 mėnesių gulės ant lentų gipsu nuo galvos iki kojų, kaip rąstas, neapsiversdamas. Stuburas, žinoma, sutvirtintas, bet jau nebebus toks, kokį išdirbo gamta. Ir kuo didesnis buvo lūžis, tuo daugiau organų jo kūne dirbs vis blogiau ir blogiau. Tokie žmonės sumažina savo gyvenimą 12-20 metų! Kartą Kijevo ligoninėje, kai man buvo atlikta komisija, sutikau Aleksandrą Sanatovą, su kuriuo tarnavau Mongolijoje. Prieš daugelį metų Sasha, kaip leitenantas, buvo priverstas išlipti ties riba, netinkamai prigludusi prie kėdės! („Ak! Tiks!“) Dėl to jam lūžo juosmeninė stuburo dalis. Ilgi užsispyrę gydymo mėnesiai ir metai. Klausiu: „Kaip dabar? - „Gyvenu iš vaistų... 7-8 mėnesius per metus ligoninėje! ..“ (Kada nors aprašysiu šį atvejį... Savaip įdomu ir pamokanti...)
Teko girdėti, kad kai kuriuose pirmuosiuose amerikiečių lėktuvuose lakūnai buvo katapultuojami į šoną. Tačiau buvo sudėtinga kabinos šoninės sienelės sunaikinimo sistema, ir ne visada buvo įmanoma išsaugoti pilotų kaklo slankstelius. Tai buvo atsisakyta. Buvo lėktuvų, kuriuose įgulos nariai (navigatorius, ginklininkas) katapultavosi žemyn. (Pirmosios serijos Tu-16 buvo visi įgulos nariai, išskyrus pilotus, kurie katapultavo aukštyn, ir Tu-22.) Tačiau šiuo atveju minimalūs gelbėjimo aukščiai smarkiai išaugo (o kartais tai tapo neįmanoma), ir pilotai ilgą laiką išgyveno reabilitacijos laikotarpį ...
Optimaliausia pilotų sveikatai būtų katapulti į priekį. Apskritai, čia niekada nebūtų buvę traumų! Bet techniškai tai tiesiog neįmanoma!
Šiame straipsnyje fizikos ir matematikos dėstytojas pasakoja apie tai, kaip apskaičiuoti perkrovą, kurią patiria organizmas greitėjimo ar lėtėjimo metu. Ši medžiaga mokykloje yra labai menkai apgalvota, todėl mokiniai labai dažnai nežino, kaip ją įgyvendinti perkrovos skaičiavimas, bet atitinkamas užduotis rasite prie egzamino ir fizikos egzamino. Taigi perskaitykite šį straipsnį iki galo arba žiūrėkite pridedamą vaizdo įrašą. Įgytos žinios jums pravers laikant egzaminą.
Pradėkime nuo apibrėžimų. Perkrova vadinamas kūno svorio ir jį žemės paviršiuje veikiančios gravitacijos jėgos dydžiu. Kūno svoris yra jėga, kuri iš kūno šono veikia atramą arba pakabą. Atminkite, kad svoris yra galia! Todėl svoris matuojamas niutonais, o ne kilogramais, kaip kai kurie mano.
Taigi perkrova yra bematis dydis (niutonai dalinami iš niutonų, dėl to nieko nelieka). Tačiau kartais šis dydis išreiškiamas laisvojo kritimo pagreičiais. Pavyzdžiui, jie sako, kad perkrova yra lygi, tai reiškia, kad kūno svoris yra du kartus didesnis už gravitacijos jėgą.
Perkrovos skaičiavimo pavyzdžiai
Mes parodysime, kaip apskaičiuoti perkrovą konkrečių pavyzdžių. Pradėkime nuo paprasčiausių pavyzdžių ir pereikime prie sudėtingesnių.
Akivaizdu, kad ant žemės stovintis žmogus nepatiria jokių g jėgų. Todėl noriu pasakyti, kad jo perkrova lygi nuliui. Tačiau nedarykime skubotų išvadų. Nubrėžkime jėgas, veikiančias šį asmenį:
Žmogui veikia dvi jėgos: gravitacija, kuri pritraukia kūną prie žemės, ir reakcijos jėga, kuri jam priešinasi nuo žemės paviršiaus, nukreipta į viršų. Tiesą sakant, tiksliau, ši jėga veikia žmogaus pėdų padus. Tačiau šiuo konkrečiu atveju tai nesvarbu, todėl jį galima atidėti iš bet kurio kūno taško. Paveiksle jis yra atjungtas nuo žmogaus masės centro.
Ant atramos (į žemės paviršių) pritaikomas žmogaus svoris, atsakant pagal 3-iąjį Niutono dėsnį, žmogų iš atramos pusės veikia lygi ir priešingai nukreipta jėga. Taigi, norėdami rasti kūno svorį, turime rasti atramos reakcijos jėgos dydį.
Kadangi žmogus stovi vietoje ir nekrenta per žemę, jį veikiančios jėgos yra kompensuojamos. Tai yra ir, atitinkamai, . Tai yra, perkrovos apskaičiavimas šiuo atveju duoda tokį rezultatą:
Prisimink tai! Nesant perkrovų, perkrova yra 1, o ne 0. Kad ir kaip keistai tai skambėtų.
Dabar išsiaiškinkime, kam lygi laisvo kritimo žmogaus perkrova.
Jeigu žmogus yra laisvo kritimo būsenoje, tai jį veikia tik gravitacija, kurios niekas nebalansuoja. Nėra palaikymo reakcijos jėgos, kaip ir kūno svorio. Žmogus yra vadinamojoje nesvarumo būsenoje. Šiuo atveju perkrova yra 0.
Raketos paleidimo metu astronautai yra horizontalioje padėtyje. Tik tokiu būdu jie gali atlaikyti patiriamą perkrovą neprarasdami sąmonės. Pavaizduokime tai paveikslėlyje:
Šioje būsenoje juos veikia dvi jėgos: atramos reakcijos jėga ir gravitacijos jėga. Kaip ir ankstesniame pavyzdyje, astronautų svorio modulis yra lygus atramos reakcijos jėgos dydžiui: . Skirtumas bus tas, kad atramos reakcijos jėga nebėra lygi gravitacijos jėgai, kaip buvo praėjusį kartą, nes raketa juda aukštyn su pagreičiu. Tuo pačiu pagreičiu kosmonautai įsibėgėja sinchroniškai su raketa.
Tada pagal 2-ąjį Niutono dėsnį projekcijoje į Y ašį (žr. pav.) gauname tokią išraišką: , iš kur . Tai yra, norima perkrova yra lygi:
Turiu pasakyti, kad tai nėra didžiausia perkrova, kurią astronautai turi patirti raketos paleidimo metu. Perkrova gali siekti iki 7. Ilgalaikis tokių perkrovų poveikis žmogaus organizmui neišvengiamai baigiasi mirtimi.
Apatiniame „negyvosios kilpos“ taške pilotą veiks dvi jėgos: žemyn – jėga , aukštyn, iki „negyvos kilpos“ centro – jėga (nuo sėdynės, kurioje sėdi pilotas):
Ten taip pat bus nukreiptas įcentrinis piloto pagreitis, kur km / h m / s yra orlaivio greitis, yra „negyvos kilpos“ spindulys. Tada pagal 2-ąjį Niutono dėsnį ašies projekcijoje, nukreiptoje vertikaliai į viršų, gauname tokią lygtį:
Tada svoris yra 
. Taigi, perkrovos skaičiavimas duoda tokį rezultatą:
Labai didelė perkrova. Piloto gyvybę gelbsti tik tai, kad ji netrunka labai ilgai.
Ir galiausiai apskaičiuojame perkrovą, kurią pagreičio metu patiria automobilio vairuotojas.
Taigi, galutinis greitis transporto priemonė yra lygi km/h m/s. Jei automobilis įsibėgėja iki šio greičio iš ramybės c, tai jo pagreitis yra m / s 2. Automobilis juda horizontaliai, todėl vertikalioji atramos reakcijos jėgos dedamoji yra subalansuota gravitacijos, t. Horizontalioje kryptimi vairuotojas kartu su automobiliu įsibėgėja. Todėl pagal Niutono 2 dėsnį projekcijoje į ašį, nukreiptą kartu su pagreičiu, atramos reakcijos jėgos horizontalioji dedamoji yra lygi .
Bendros atramos reakcijos jėgos vertę galima rasti pagal Pitagoro teoremą: 
. Jis bus lygus svorio moduliui. Tai yra, reikalinga perkrova bus lygi:
Šiandien išmokome apskaičiuoti perkrovą. Prisiminkite šią medžiagą, ji gali būti naudinga sprendžiant užduotis iš vieningo valstybinio egzamino ar OGE fizikos srityje, taip pat per įvairius stojamuosius egzaminus ir olimpiadas.
Parengė Sergejus Valerjevičius
Dėl kažkokių ypatingų priežasčių pasaulyje didelis dėmesys skiriamas automobilio įsibėgėjimo greičiui nuo 0 iki 100 km/h (JAV – nuo 0 iki 60 mylių per valandą). Ekspertai, inžinieriai, sportinių automobilių entuziastai, taip pat paprasti vairuotojai, turintys tam tikrą maniją, nuolat stebi technine specifikacija automobilių, kurie dažniausiai atskleidžia automobilio įsibėgėjimo dinamiką nuo 0 iki 100 km/val. Be to, visas šis susidomėjimas pastebimas ne tik sportiniuose automobiliuose, kuriems labai svarbi pagreičio dinamika iš vietos, bet ir labai įprastuose ekonominės klasės automobiliuose.
Šiais laikais didžiausias susidomėjimas pagreičio dinamika yra nukreiptas į elektrinius modernius automobilius, kurie neįtikėtinu įsibėgėjimo greičiu pradėjo lėtai išstumti sportinius superautomobilius iš auto nišos. Pavyzdžiui, prieš keletą metų atrodė tiesiog fantastiška, kad automobilis iki 100 km/h gali įsibėgėti per kiek daugiau nei 2 sekundes. Tačiau šiandien kai kurie šiuolaikiniai jau priartėjo prie šio rodiklio.
Tai natūraliai verčia susimąstyti: O koks automobilio įsibėgėjimo greitis nuo 0 iki 100 km/h yra pavojingas paties žmogaus sveikatai? Juk kuo greičiau automobilis įsibėgėja, tuo daugiau apkrovos vairuotojas patiria, kad jis (sėdi) prie vairo.
Sutikite su mumis, kad žmogaus organizmas turi savo apibrėžtas ribas ir negali atlaikyti begalinių didėjančių apkrovų, kurios jį veikia ir patiria greito įsibėgėjimo metu. transporto priemonė, tam tikras poveikis. Išsiaiškinkime kartu su mumis ir koks yra didžiausias automobilio pagreitis, kurį žmogus teoriškai ir praktiškai gali atlaikyti.
Pagreitis, kaip tikriausiai visi žinome, yra paprastas kūno greičio pokytis per laiko vienetą. Bet kurio objekto pagreitis ant žemės, kaip taisyklė, priklauso nuo gravitacijos jėgos. Gravitacija yra jėga, veikianti bet kurią materialus kūnas kuris yra arti žemės paviršiaus. Gravitacijos jėga žemės paviršiuje yra gravitacijos ir išcentrinės inercijos jėgos suma, atsirandanti dėl mūsų planetos sukimosi.
Jei norime būti labai tikslūs, tada žmogaus perkrova 1g sėdėjimas prie automobilio vairo susidaro, kai automobilis nuo 0 iki 100 km/h įsibėgėja per 2,83254504 sekundės.
Taigi, mes tai žinome, kai esame perkrauti 1 gžmogus nepatiria jokių problemų. Pavyzdžiui, Tesla Model S serijinis automobilis (brangi speciali versija) nuo 0 iki 100 km/h gali įsibėgėti per 2,5 sekundės (pagal specifikaciją). Atitinkamai, už šio automobilio vairo sėdintis vairuotojas įsibėgėjimo metu patirs perkrovą 1,13g.
Tai, kaip matome, jau yra daugiau nei perkrova, kurią žmogus patiria įprastame gyvenime ir kuri atsiranda dėl gravitacijos, taip pat dėl planetos judėjimo erdvėje. Bet tai yra gana mažai ir perkrova nekelia jokio pavojaus žmogui. Bet jei sėdime už galingo dragsterio (sportinio automobilio) vairo, tada vaizdas čia jau pasirodo visiškai kitoks, nes jau matome skirtingus perkrovos skaičius.
Pavyzdžiui, greičiausias nuo 0 iki 100 km/h gali įsibėgėti vos per 0,4 sekundės. Dėl to paaiškėja, kad šis pagreitis sukelia perkrovą mašinos viduje 7,08g. Tai jau yra daug, kaip matote. Prie tokios beprotiškos transporto priemonės vairo jausitės nelabai patogiai ir viskas dėl to, kad jūsų svoris, lyginant su ankstesniu, padidės beveik septynis kartus. Tačiau nepaisant tokios ne itin patogios būsenos su tokia įsibėgėjimo dinamika, ši (duota) perkrova negali jūsų nužudyti.
Taigi kaip tada automobilis turėtų įsibėgėti, kad nužudytų žmogų (vairuotoją)? Tiesą sakant, į šį klausimą vienareikšmiškai atsakyti neįmanoma. Esmė čia tokia. Kiekvienas bet kurio žmogaus organizmas yra grynai individualus ir natūralu, kad tam tikrų jėgų poveikio pasekmės žmogui taip pat bus visiškai skirtingos. Kažkam perkrova 4-6 g net kelias sekundes jis jau bus (yra) kritinis. Tokia perkrova gali sukelti šio žmogaus sąmonės netekimą ir net mirtį. Tačiau dažniausiai tokia perkrova nėra pavojinga daugeliui žmonių kategorijų. Pasitaiko atvejų, kai perkraunama 100g leido žmogui išgyventi. Tačiau tiesa ta, kad tai labai retai.