2.2.5. Время остановки падения. Импульс силы.

Для абсолютно твёрдого тела, падающего на абсолютно твёрдую поверхность, то есть при абсолютном отсутствии эластичных элементов, время удара сводится к нулю, а его сила - к бесконечности.

В связи с наличием эластичных элементов в страховочной цепи, и прежде всего благодаря верёвке, для амортизации возникающей при падении энергии необходимо некоторое время, а сила удара зависит прежде всего от динамических качеств верёвки.

Произведение величины этой силы на время удара: F удара * t удара называется ИМПУЛЬС СИЛЫ. В отличие от предельной динамической нагрузки, значение которой не зависит от абсолютной величины падения и является постоянной величиной, импульс силы зависит от абсолютной глубины падения (H) и нарастает с увеличением скорости падения.

Например, если для остановки падения данного тела с высоты H1 необходимо время t1, а с высоты H2 - t2, и отношение H2/H1 = R, то отношение t2/t1 = квадратный корень из R. То есть если при падении тела с высоты H1 = 1 м для остановки падения необходимо время t1 = 0,2сек, то для остановки падения с высоты H2 = 9 м понадобится время t2, которое можно высчитать так: H2/H1 = R = 9/1 = 9, t2/t1 = кв.коpень из 9 = 3, или t2 = 3*t1 = 0,2*3 = 0,6 сек, или t2 - в три раза более продолжительно. Следовательно, более продолжителен будет и импульс силы (см. Рис. 5).

П родолжительность действия силы не имеет большого значения для верёвки, так как мы уже установили, что энергия, которую приходится гасить каждому её метру при одном и том же факторе падения одинакова и не зависит от абсолютной глубины падения (см. раздел 2.2.4.).

Но для человека вовсе нежелательно, чтобы нагрузка действовала на него более продолжительное время. При малой величине произведения приложенной силы на время её действия, то есть при малом импульсе силы человеческое тело легко выдерживает большие нагрузки. Эта же сила при более продолжительном её действии, то есть при более значительном импульсе силы, может привести к много более тяжёлым последствиям.

ЗАПОМНИ:

- при падении с большей высоты возникающая сила торможения действует на удерживаемое верёвкой тело более продолжительное время. При прочих равных условиях - это более опасно.

2.2.6.Факторы, снижающие нагрузку при погашении динамического удара.

До этого мы рассматривали вопрос, связанный с нагрузками на верёвку при погашении динамического удара от свободно падающего тела.

При работе в пропасти условия для такого падения возникают достаточно редко. Обычно падение сопровождается ударами той или иной силы или трением падающего тела о стены отвеса. Это до известной степени снижает скорость падения тела, а, следовательно, и его энергию.

Во-вторых, веревка не является единственным элементом страховочной цепи, способным поглощать (амортизировать) энергию падения. Если участием в этом процессе карабинов, крючьев и другого металлического снаряжения можно пренебречь, то это не относится к узлам, которые затягиваются, к самостpаховочному «усу», который удлиняется, к беседке, лента которой тоже не статична, и, наконец, к мышечной ткани падающего, которая тоже имеет известную эластичность.

Все эти факторы, взятые вместе, хоть и незначительно, но увеличивают общую степень деформации страховочной цепи и тем самым способствуют уменьшению динамической нагрузки. Экспериментально установлено, что если при свободном падении твёрдое тело массой 80 кгс развивает максимальное динамическое усилие, например, 720 кгс, то падение человека с той же высоты и при тех же условиях вызывает динамическую нагрузку в цепи только 550 кгс. То есть мышечные ткани и обвязка смогли поглотить около 25 % энергии динамического удара.

Эффект всех перечисленных факторов сколько-нибудь ощутимо проявляется только при падении на малую глубину. При большой глубине падения следует рассчитывать только на эффект удлинения верёвки.

ЗАПОМНИ:

- при амортизации динамического удара из всех элементов страховочной цепи наиболее сильно деформируется веревка. Следовательно, она и поглощает наибольшую часть энергии падения.

- узлы, самостраховочный «ус», мускульная масса и пр. уменьшают величину динамической нагрузки, но в основном, при падении на малую глубину.