Reddit – theydidthemath – [Demande] Peut-on trouver le poids de l’un des poids de cheville de Rock Lee ' en fonction des panaches de poussière qui jaillissent après l’impact?

Je vais aller avec la hauteur (que vous avez mesurée à 16m) plutôt que le temps de chute libre car on ne sait pas si la chute a été considérablement ralentie dans les images. Cela dit, le temps de chute libre de 15m (je soustrais un mètre car je suppose que les bandes tombent au niveau du poignet, pas au niveau de la tête) devrait être de 1,75 seconde, ce qui n’est pas loin de votre estimation.

Je vais également ignorer les panaches de poussière car il faudrait que je prenne en compte la résistance de l’air et cela complique beaucoup les choses. De plus, la masse totale de poussière est négligeable par rapport à la masse totale des éclats de béton près du fond, donc je les utilise.

Il est également difficile d’avoir une idée de la profondeur, mais dans la dernière image, les débris éjectés visibles (que je prends pour être la hauteur maximale des débris éjectés) semblent avoir à peu près le même volume que la personne au premier plan, que je prends pour être un adulte moyen. Un adulte moyen mesure 70 kg, qui, composé principalement d’eau, a un volume de 70L (0,07 m3). Il y a donc 0,07 m3 de béton visible.

Nous devons également extrapoler le béton perturbé invisible. Si je considère que les deux flèches sont à peu près coniques et que le niveau du sol est le même que pour la personne au premier plan, nous regardons le haut (environ) la moitié / le tiers du cône pour les flèches gauche / droite respectivement. Cela signifie que les éjectas visibles représentent environ un sixième de l’ensemble des éjectas déplacés. Ainsi, le total des éjectas déplacés s’élève à 0,4 mètre cube. Si nous prenons la densité du béton pour être égale à 2000 kg / m3, cela équivaut à 800 kg d’éjectas.

En supposant que la figure de premier plan mesure 1,5 m et que l’éruption est principalement au premier plan, les cônes mesurent environ 1 et 0,7 mètre de haut, respectivement. Puisque le centre de masse d’un cône est à 1/4 de sa hauteur, cela signifie que le centre de masse de l’éjecteur est à 0,2 mètre du sol. Cela place l’énergie potentielle de l’éjecteur (par U = mgh) à ~1600J.

Attention ! Les trucs ci-dessous sont les trucs vraiment dangereux. Je suis astrophysicien et non physicien des matériaux ou ingénieur, donc s’il y a des astuces ou des formules pour manipuler la mécanique du béton, je ne les connais pas.

Maintenant, je suppose que le sol était en béton solide avant la collision. Je suppose également qu’il s’agit d’une substance de densité moyenne et que je règle la pression de fracture à 50 MPa. Les bandes frappent le sol de face et semblent avoir une surface de (10cm×40cm) = 0,04 mètre carré, ce qui signifie qu’elles appliquent chacune une force de 2 MN au sol. Si je suppose que la zone fracturée a un diamètre d’environ 1.5 mètres, et que le « cratère » produit est un cône, puis (en tenant compte de la matière éjectée) les poids s’enterrent eux-mêmes: h = (0,2 m3) (3 / π) (2/1,5 m) 2 environ un tiers de mètre à l’impact, ce qui, naïvement (c’est-à-dire Énergie = Force × profondeur), équivaut à 680 kJ d’énergie pour fracturer le sol de chaque bande.

Oups. Cela signifie que le bouleversement de l’éjecteur est mineur (rappel ~ 2 kJ) par rapport à la fracturation réelle du sol (surpris, n’importe qui?).

Nous pouvons utiliser la conservation de l’énergie et l’équation de l’énergie potentielle (U = mgh) pour atteindre la ligne d’arrivée. A une hauteur de départ de 15 mètres, l’énergie potentielle de chaque bande est:

E = (énergie de fracture + potentiel d’éjection) = mgh
(6,8×105 J) = (masse) (9,81 m s-2) (15m)

Sous toutes les hypothèses ci-dessus et en appliquant mes connaissances sous-rudimentaires de la physique des matériaux, cela nous donne 4600 kg par bande. C’est 10 000 livres par pop. Donc, ce type transporte quatre voitures par cheville. Cela prend bien sûr que la collision intra-matériau soit entièrement élastique, de sorte que le poids réel est un facteur non négligeable plus important que cela. Je supposerais le double au plus conservateur.