Antag att alla andra variabler är desamma (samma objekt, samma yta osv.).

Någon på Quora hävdade att nyckelbenet bryts med 8 pund kraft. När jag sa att det inte går sönder när man vilar en vikt på 8 pund hävdade de att det skulle vara annorlunda om det vore ”en plötslig våldsanvändning”. Jag sa att 8 pund redan är ett mått på momentan kraft, så det är inte meningsfullt. De sa att jag är löjlig.

https://www.quora.com/How-is-it-possible-for-an-axe-kick-to-be-powerful/answer/Keith-Dale-1/comment/36607882

https://www.quora.com/unanswered/Is-abruptly-applying-X-pounds-of-force-more-likely-break-a-bone-than-gradually-applying-X-pounds-of-force

Kommentarer

  • Kanske har det att göra mer med impuls än kraft.
  • Impulse = F * T. Kraft är derivat av impuls. Om du dämpar ett slag med kuddar blir impulsen densamma och tiden förlängs, så kraften blir lägre.
  • Relevant video: youtube.com/watch?v=edvpnfvmEYU
  • Detta är exakt den felaktighet jag försökte rätta till från första början. Om yxspark 1 och axspark 2 båda flyttar en lastbil framåt samma mängd (samma momentumförändring aka impuls), och axspark 1 levereras mer plötsligt än axspark 2, då har axspark 1 MER KRAFT, PERIOD och vilken mätanordning som helst skulle visa detta; det är inte ’ t eftersom det ’ sa ” mer abrupt tillämpning av kraft ”, eftersom kraft redan är plötslig tillämpning av IMPULSE.
  • @pete Hjälper mitt svar?

Svar

Nyckeln här är de talar om en inverkan där du talar om väsentligen statiska krafter.

Påverkan kan orsaka mycket större skada än en långsamt applicerad kraft. Det beror på att materialet tar lite tid att reagera på kraften. Om du gör det långsamt har saker möjligheter att lätt sprida lite energi som ljud / värme etc. När du gör det väldigt snabbt har denna energi mindre tid att spridas och kan istället få mer av energin att gå till att deformera materialet. / p>

Om det är något sprött som ben; den extra deformationen kan orsaka brott eller någon annan form av materialfel.

Din mått på 8 pund är ”statisk” eftersom kroppen har gott om tid att reagera när den sakta sänks.

Att hitta de exakta effekterna i förhållande till hastighet kräver faktiskt en mycket djupgående analys.

Kommentarer

  • Kommer dessa nyanser verkligen att göra stor skillnad för något som är svårt? Jag försöker skingra en missuppfattning om vad ” tvingar ” betyder. Den person jag ’ jag argumenterar med tycker att en ” plötslig applikation ” på 8 pund kraft gör en n ” enorm ” skillnad. Jag ’ säger att att tappa en vikt på 8 pund på något faktiskt ger mycket mer än 8 pund kraft men han är inte ’ t har något av det. Han verkar förväxla kraften för impuls.
  • Ja, din vän skulle vara intresserad av beräkningen av impulskrafter (förändring i momentum dividerat med tiden då momentumöverföring sker) som kommer att vara annorlunda än vikten på objekt. Detta är skillnaden i att Falcon 9 helt enkelt landar på pråmen jämfört med den lika underhållande Falcon Punching of the pram som resulterar i explosioner, skador och i slutändan miljoner dollar. Benen på Falcon 9 måste vara utformade för att hantera impulskraften under landning och inte bara vikten ensam.
  • @pete Tillsammans med vad Rob sa kan du också titta på den potentiella / kinetiska energin, en som tappar har uppenbarligen mer energi än att man bara vilar på magen. Du kan också bara överväga att den som har en hastighet måste sakta ner för att stoppa. Denna retardation måste komma från dina ben, och efter (och även medan) det retarderar kommer den fortfarande att tillämpa den ’ vikt. Mitt svar är egentligen bara relevant för frågan i titeln, eftersom det här inte är ’ t cirka 8 pund kraft. Det ’ handlar om slagkraften för en tappad 8 pund massa.
  • Rätt, jag ’ jag försöker illustrerar det faktum att en 8 pund massa kan ge vilken mängd kraft som helst, och att släppa en ger mycket mer än 8 pund. Men ännu viktigare att det ’ inte var vettigt för honom att säga saker som ” kraft fördelad över en lång tid ”, eftersom kraft är ett momentant mått; han tänkte på ” impuls fördelad över en lång tid ”.Om du kunde kommentera Quora-tråden skulle det också vara till hjälp.
  • Han citerade faktiskt som resonemang: ”I mekanik är en inverkan en hög kraft eller chock som tillämpas under en kort tidsperiod när två eller fler kroppar kolliderar. En sådan kraft eller acceleration har vanligtvis en större effekt än en lägre kraft som appliceras under en proportionellt längre period. ” Även inom detta citat har det andra scenariot ” lägre kraft ” av sin egen erkännande, så … igen, det ’ en förvirring orsakad av ordet ” pund ” som kan användas som en vikt ELLER en kraft.

    • Svar

    En del av svårigheten i diskussionerna om denna fråga är missbruk av ordförråd. I artikeln reference.com anges att ”det tar ungefär 7 pund tryck att bryta ett mänskligt nyckelben.” Sju pund tryck ger ingen mening, eftersom pund är ett mått på kraft, inte tryck. Det är som att säga att en bil har 18 fot hastighet. Det vore vettigare att säga att det tar sju pund per kvadrattum tryck för att bryta ett mänskligt nyckelben – även om det här verkar mycket lågt för mig. 677b58292e ”>

    En människa kan utöva cirka 200 kilo kraft med käften när de biter med molarna . Vårt nyckelben kan vara ett svagare ben än käken, men inte 15 gånger svagare.

    Sättet att tänka på styva föremål under belastning, åtminstone som en approximation, är som en fjäder. Om du applicerar en kraft på ett föremål deformeras det föremålet som svar: en fjäder komprimeras, ett ben böjer sig, ett bord sjunker . Mer kraft betyder mer deformation. Förhållandet mellan kraft och deformation approximeras av Hookes lag: $ F = kx $, där $ F $ är den kraft som appliceras, $ x $ är avståndet mellan sag, kompression eller böjning och $ k $ är ett mått på materialets styvhet. Granit kommer att ha ett mycket högre värde på $ k $ än gummi. En annan sak att notera är att enligt Newtons tredje lag utövar materialet under belastning en lika stor kraft mot belastningen.

    Nu, i ett verkligt material, finns det en maximal mängd deformation innan något i den inre strukturen går sönder och deformationen blir permanent eller materialet går i bitar. Förekomsten av en maximal deformation innebär att det finns en maximal mängd kraft som objektet kan ta. Om du lägger för mycket vikt på ett bord, går det sönder .

    Här ”en video av någon som axar till ett skrivbord med roliga konsekvenser . Sparken händer 1:08. Men lägg märke till att i början av videon och klockan 0:36 står någon på skrivbordet utan att göra skada (jag gillar hur någon säger till killen att lägga båda fötterna på skrivbordet, som om det skulle lägga mer vikt på det ). Det här är ungefär 100-200 pund kraft, så hur kan en enda fot som färdas i hastighet bryta skrivbordet?

    Eftersom foten har massa, krävs det en kraft för att stoppa den. Eftersom skrivbordet inte kan skapa en oändlig kraft kommer foten att fortsätta att resa in i skrivbordet efter den första kollisionen. Eftersom foten och skrivbordet inte kan uppta samma utrymme deformeras skrivbordet för att ge plats för foten. För att skrivbordet ska överleva sparken måste det stoppa foten innan den når den brytpunkt som beskrivs för två stycken sedan. Detsamma gäller nyckelbenet.

    Låt oss tänka på ögonblicket för stötar när hälen först träffar skrivbordet. Vid denna tidpunkt har skrivbordet inte deformerats alls, så det utövar ingen kraft på foten Foten fortsätter att röra sig med samma hastighet. Ett ögonblick senare har skrivbordet börjat böja sig, så det sätter en kraft på foten och saktar ner det. Men foten rör sig fortfarande neråt. När skrivbordet böjer sig mer och mer när foten fortsätter att röra sig ned, blir kraften som skrivbordet utövar på foten större (Hookes lag och Newtons tredje lag), så foten saktar ner snabbare och snabbare. Detta är ett lopp mellan:

    1. kraften ökar tillräckligt för att stoppa foten och
    2. foten färdas tillräckligt långt för att bryta skrivbordet.

    Om kraften inte ökar tillräckligt snabbt, antingen från att foten är för massiv eller initialhastigheten för hög, så kommer foten fortfarande att röra sig när den har färdats genom att skrivbordets maximala deformation orsakar att den går sönder.

    Varför står på ett skrivbord nr t bryta det? I det här fallet behöver skrivbordet bara förhindra att lasten accelererar i första hand. Om vikten inte orsakar att deformation bryts kan den motstå den. Att stoppa ett rörligt föremål på kort avstånd kan kräva en godtyckligt stor mängd kraft, oberoende av vikten på det rörliga föremålet. Det är därför du tappar något på din fot gör ont mer än att placera den på foten. En större kraft krävs för att stoppa objektet än för att förhindra att det rör sig, och en större kraft orsakar större kompression av din fot.

    Se Tekniskt avsnitt nedan för matematiken.

    Förtydligande

    Jag antog att ”plötslig kraftanvändning” betyder en kollision, vilket innebär en kollision mellan två objekt i hastighet. Om du menade att helt enkelt ändra en kraft mycket snabbt utan rörelse, är svaret nej, det kommer inte att skada mer än en statisk belastning.

    För att se detta, föreställ dig en bowlingkula som hänger från taket med ett rep. Du placerar din hand på undersidan av bowlingkulan så att den rör vid, men utan uppåtgående kraft. Om repet plötsligt skärs kan du spänna dina muskler och hindra att bowlingkulan börjar falla utan att röra handen. Din hand är bra trots den plötsliga våldsutövningen. Om du försökte göra samma sak (stoppa en fallande bowlingboll med handen stilla) men med bowlingbollen som börjar på en höjd ovanför handen är konsekvenserna uppenbara.

    För en praktisk tillämpning, tänk dig att skjuta ett hagelgevär i två stånd. I den första (och felaktiga) hållningen håller du pistolens rumpa ett litet avstånd från din axel; i den andra (korrekta) hållningen trycker du pistolens rumpa ordentligt mot axeln. Den första hållningen kommer att bli föremål för all analys ovan eftersom pistolen påverkar din axel med en initial hastighet, vilket resulterar i skada på din axel beroende på hastigheten på pistolrekylen. Med den andra hållningen är kraften på din axel begränsad av kruttens kraft på kulorna. Beroende på kraftens storlek kan det fortfarande lämna ett blåmärke, eftersom $ k $ kött är mindre än för ben, men det finns en övre gräns för kraften, till skillnad från pistolens inverkan i första hållningen.

    Teknisk sektion

    Eftersom sparken måste stoppas på ett visst avstånd är det korrekta måttet på skadepotential kinetisk energi, inte momentum. Foten har en initial kinetisk energi vid påverkan av $$ K = \ frac {1} {2} mv ^ 2 $$ där $ K $ är den kinetiska energin, $ m $ är fotens massa och $ v $ är dess hastighet. Detta är lika med mängden arbete skrivbordet måste göra för att stoppa foten, som för en fjäder är $$ W = \ frac {1} {2} kx ^ 2 $$ där $ W $ är arbetet (samma enheter som energi) och $ k $ och $ x $ är samma kvantiteter från Hookes lag ovan. Eftersom det finns en maximal mängd deformation ($ x_ {max} $) innan vi bryter, har vi följande ekvation för att beskriva tillståndet för att bryta skrivbordet: $$ \ frac {1} {2} mv ^ 2 > \ frac {1} {2} kx_ {max} ^ 2 $$ Lösning för $ v $: $$ v > x_ {max} \ sqrt {\ frac {k} {m}} $$ Av detta kan vi se att det finns en hastighet som kan bryta skrivbordet oavsett fotens massa. Om denna ojämlikhet är sant kan skrivbordet inte göra tillräckligt med arbete för att stoppa foten innan den går sönder. För att sätta detta i termer av krafter, låt oss ersätta Hookes lag i den ursprungliga ekvationen : $$ \ frac {1} {2} mv ^ 2 = \ frac {1} {2} \ frac {F_ {max} ^ 2} {k} $$ där $ F_ {max} $ den kraft som utövas av tabell vid maximal deformation. Jag har bytt till jämställdhet eftersom jag vill veta vad händer när skrivbordet överlever, det vill säga $ W = K $. Löser för $ F_ {max} $ $$ F_ {max} = v \ sqrt {km} $$ Från detta kan vi dra slutsatsen att den ekvivalenta statiska belastningen på ett skrivbord från en inverkan kan vara godtyckligt hög baserat på projektilens hastighet .

    Kommentarer

    • Det här är precis vad jag försökte demontrahera på Quora-tråden. Det spelar ingen roll ’ om 8 pund kraft orsakas av en 8 pund vikt som sitter still eller en 1 pund vikt som kraschar långsamt in i den eller en pingisboll som skjuter med enorm hastighet ; det kommer fortfarande att läsa maximalt 8 pund kraft. Och 8 pund släpp kommer att vara mycket mer än 8 pund kraft. Så om han förlöjligar mig för min ” Vilande 8 kg vikt ” kritik av 8-punds påståendet eftersom ” en snabb kraft har mer effekt än en gradvis kraft ”, då förstår han inte ’ t riktigt vad kraft är alls.

    Lämna ett svar

    Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *