Теория ломающейся мачты

[skat]

Кто любопытный тот уже знает про макароны, а кто не знает напомню: недавно ученые раскрыли секрет почему постепенно сгибаемые за концы макароны ломаются не на две части, а на три (реже - больше частей). Описали процесс, нашли формулу, вобщем

Смотрим короткий ролик:

YouTube - spaghetti snapped at 420 fps with Casio EX-FH20 High Speed Camera

читаем такую выдержку:

"...Однако, как только первый разлом произойдет, концы у разлома становятся свободными, и стержень макаронины начинает самопроизвольно разгибаться. При этом в стержне рождается набор упругих волн, и дальнейший профиль его изгиба определяется суперпозицией этих волн. Как оказывается, подобный процесс описывается универсальным уравнением, имеющим строгое аналитическое решение, причем не требующее никаких подгоночных параметров. Максимальная кривизна, которая может получиться в стержне, освобожденном с одной стороны, составляет 1/48 исходной. Как легко понять, каждый разлом с большой вероятностью вызывает следующий, и так далее – каскад разломов. Поскольку даже самые высококачественные макароны неидеальны и имеют слабые места, случайно распределенные по длине, процесс невоспроизводим в деталях, но характерная множественность разломов воспроизводится в каждой попытке."

А чем макаронина отличается от мачты с физической точки зрения? Правильно - ничем! :-))) Это тот же упругий стержень, сгибаемый с концов - он гнется гнется, а потом хлоп! Правда маленький :-)

И что из этого следует?

А следует очень хреновая новость, которую я кстати уже и наблюдал на личном опыте:

Если у тебя сломалась мачта - существует очень очень большая вероятность, что уцелевшая половинка получила пока еще незаметные, но все таки повреждения! Чем больше карбона - тем больше вероятность.

Ну и доказательство: Год назад у меня сломалась 100 карбоновая мачта (производителя не пишу - это тут не важно). Низ сломался - верх остался. Дилер мне подгоняет по гарантии низ от точно такой же мачты. Соединяю уцелевший верх и новый низ, набиваю все это дело, катаюсь, а после каталки обнаруживаю что мачта теперь у меня изогнута - она не прямая, а из двух прямых но под углом. А место изгиба расположено примерно в 10-15 см. от стыка на верхней части мачты (которая уцелела). Покатался я так еще несколько каталок и в один прекрасный день (я уже знал, что это произойдет. поэтому не расстроился) мачта опять сломалась - в месте изгиба понятное дело. Причем сломалась когда я парус только набивал, т.е. не от солнца и не от чего то еще. 100 процентов и никаких сомнений - не выдержала расчетной нагрузки. Место, где мачта изогнулась просто устало и не выдержало. Хлоп!

Что же получается? Я не буду утверждать, но почти уверен в следующем: согласно "теории ломающихся макаронин": когда год назад произошел первый излом (на нижней части мачты), упругая волна "долбанула" и в верхней части, но не настолько, чтобы сломать - просто часть структуры мачты повредилась и в этом месте верхняя половинка мачты ослалба. Поэтому когда я набил эту верхнюю половинку с новой нижней половинкой, мачта согнулась на месте этого ослабления. Дальше все понятно и неинтересно, ослабленная часть мачты терпела терпела, да не утерпела.

Какой должен возникнуть вопрос у внимательного читателя? Правильно: "А почему соббсна мачта с физической точки зрения как макаронина, а ломается всегда только на две части? Может быть нет в мачте никаких там суперпозиций волн напряжений?"

Совершенно правильный вопрос, а вот и ответ: Нет, в мачте возникают упругие волны и они очень сильные, и мачта сломалась бы в трех частях, но есть два момента: стык мачты и материал паруса, который натянут на мачту амортизируют энергию этих волн, поэтому после первого излома место, где должен появиться второй выдерживает нагрузку, правда иногда частично разрушаясь. Плюс не забываем, что в мачте волокна уложены в том числе и вдоль, поэтому у нее структура более стойкая.

Ну и немного аналитики типа: Чем больше расчетная набивка по мачте, чем она жестче, тем больше мачта запасает в себе потенциальной энергии, которая при разломе переходит в кинетическую. Чем тоньше стенки мачты конструктивно - тем больше риск повреждений второй половинки, когда эта кинетическая энергия создаст "суперпозицию", чем длиннее мачта, тем больше амплитуда и усилия на илзомах. Т.к. у меня была мачта 460, то я в группу риска записываю все от этого размера. 520 и больше так вообще стопудово!

Но это все теория. Вот что главное, практический вывод, который из этого следует: если сломалась 100 карбоновая мачта - менять надо обе половинки! Потому что вторая которая вроде не сломалась, запросто может быть тоже повреждена, правда пока это незаметно.

А вот тут есть куча формул по теме и много умного текста (правда по нерусски)

[боцман-злая@]

Да 1 апреля вроде еще не скоро....

[skat]

Это все написано серьезно, но я не навязываю. Воспринимай как инфу для размышлений. Кто сможет опровергнуть аргументами - тому большой респект, а тема перенесется в кальянную. А пока что извините, только в "матчасть" :-)

Слабое место в этой теории то, что мачта после поломки часто остается "связанной" клочками, т.е. она не по всему диаметру разрушается, а остаются какие то лохмотья, которые удерживают две половинки и по идее значит удерживают и разгибающиеся после первого излома концы, но эти лохмотья дают достаточную свободу, поэтому неизвестно как на самом деле.

Хотя вот сам мачткарман вроде отлично удерживает...

Факт остается фактом: на уцелевшей половинке вскрылись следы разрушения после первой же набивки. Это ведь не само собой произошло?

[Crack O'Deal]

А чё тут думать? Сломалась мачта - покупай новую.

[skat]

Ага! Только целая мачта всегда дороже половинки такой же мачты :-)

[asmaster]

"макароны" - мачты! можно в словарь поместить? :-)

[Crack O'Deal]

Сообщение от skat

Ага! Только целая мачта всегда дороже половинки такой же мачты :-)

Жизнь еще дороже.

[John W1000]

420 fps мало. не видно процесса.

[skat]

Ты даже при 1000 fps не увидишь, я просто не помню, где этот ролик. Явление на самом деле простое - перечитай еще, представь сам себе и все поймешь без всяких видео.

[боцман-злая@]

Сообщение от skat

Слабое место в этой теории то, что мачта после поломки часто остается "связанной" клочками, т.е. она не по всему диаметру разрушается, а остаются какие то лохмотья, которые удерживают две половинки и по идее значит удерживают и разгибающиеся после первого излома концы, .

Слабое место здесь в том, что модель уважаемых Basile Audoly и Sébastien Neukirch мало соответствует нашему случаю.
Вопервых - точки приложения у них - к концам макарон, а у нас - к оковке гика.
вовторых - у них макароны после поломки стремительно, быстро и очень резко выпрямляется, порождая поток изгибных волн, а у нас - нихрена не выпрямляются вообще, так как мачткарман выпрямиться им не даст - и волн никаких не образуется.
Если есть желание воспроизвести их методику - привяжи веревку к топу мачты, снизу поставь мельницу и крути - пока не хрумкнет - может тогда на три части и разломается.

[John W1000]

Сообщение от skat

Ты даже при 1000 fps не увидишь, я просто не помню, где этот ролик. Явление на самом деле простое - перечитай еще, представь сам себе и все поймешь без всяких видео.

я не сказал, что мне не понятно. я сказал что не видно.

а еще я кучу букв написал, но стер, потому что спор будет не о чем. аргументировать не сможет ни одна из сторон.

[skat]

Сорри, Джон, я тебя не так понял :-)

[BAD 1]

[quote=skat;42458]Кто любопытный тот уже знает про макароны, а кто не знает напомню: недавно ученые раскрыли секрет почему постепенно сгибаемые за концы макароны ломаются не на две части, а на три (реже - больше частей). Описали процесс, нашли формулу,...

Что-то вспомнились разборные на три части мачты NS 2010 года. Может прикол не только в удобстве перевозки, но и в "макаронах" т.е. возросшей прочности по сравнению с обычными двухсоставными мачтами?

[Vasilij_c]

ситуация с ломающейся макарониной похоже на ситуацию поломки шеста у атлетов (прыжки с шестом в высоту). а они ломают свои шесты почаще нашего. но чтоб на 3 части - я такого по ящику не видел (может кто занимался сам, скажет подробней). короче - зачем теорию притягивать за уши? я не верю

[Shav]

Сообщение от BAD 1

Что-то вспомнились разборные на три части мачты NS 2010 года. Может прикол не только в удобстве перевозки, но и в "макаронах" т.е. возросшей прочности по сравнению с обычными двухсоставными мачтами?

Думаю эта тема только для того чтобы использовать минимум мачт для максимум парусов. Идея классная