Qwest. Или "загадки клинка". Или "зачем оно такое?"

[нахал]

Обыденная операция - забить гвоздь в стену. Когда мы это делаем, то не задумываемся о маленьком чуде: каким образом энергия бойка, приложенная к шляпке достигает острия гвоздя? Бьем по шляпке, входит кончик. Никто не задумывался?

В сказки о том что гвоздь твердый мы не верим с пятого класса, когда нам на физике рассказали о молекулярной и атомной структуре. А так же в восьмом мы узнали от дядьки Эйнштейна о том, что все скорости конечны, как и скорость распространения энергии от шляпки к кончику гвоздя. Как бы мы быстро не тыкали той же рапирой, скорость кончика рапиры никогда не может превысить предельной для стали величины: скорости звука в стали. Именно с этой скоростью передается воздействие от рукояти к кончику. Мистика? Нет, физика.

Если пример с гвоздем - молотком неудачен, мысленно заменим его свободно подвешенным длиннющим рельсом и кувалдой по торцу. Приложивший ухо к противоположному концу рельса ощутит "в ухо" далеко не единовременно с ударом.

К чему такое вступление: любое взаимодействие суть энергообмен, и ничего больше. Дядька Ньютон доходчиво рассказал, что в результате взаимодействия двух кило и кило, каждый из них получает зуботычину весом в полтора кило. Но нам интересно что именно происходит с этими "полтора кило", когда они "нагружают" тот же клинок. Как именно распространяется усвоенная энергия и что с ней происходит?

Энергия передается звуковой волной, т.е. колебания пограничных частиц передаются следующим и так далее, пока не "заполнят" весь клинок, т.е. не упрутся в его геометрические границы. Что произойдет в этот момент?

Здесь небольшое пояснение. Скорость звука серьезно различается в различных средах, чем плотнее среда тем выше скорость звука в ней. Скорость звука в стали более чем в 50 раз превышает скорость звука в воздухе, т.е. только менее 2 процентов энергии способно "покинуть" клинок, а 98 процентов отразится обратно внутрь. Т.е. только в этот момент, момент отражения клинок "среагирует" на нагрузку, не ранее.

Визуально можно это представить так: подставляем высокий пивной бокал под кран и открываем воду. Пока струя не ударит в дно бокала, он не "потяжелеет", хотя струя внутри бокала находилась уже раньше.

Именно первичный момент отражения определяет реакцию клинка (в нашем случае). Чем шире рубящее лезвие тем лучше оно рубит, потому как от кромки до обуха дальше путь звуковой волне. Чем длиннее клинок тем лучше он пробивает доспех, потому как от кончика до хвоста так же дальше путь.

Форма определяет свойства клинка и изменяя форму мы можем акцентировать необходимые нам качества.

Не уверен что смог понятно изьясниться, но надеюсь.

Теперь к гиймякешу: место приложения динамической нагрузки нам известно, и "спрятанной длиной" её вывели от кончика на середину кромки (выше говорил). Как будет распространяться волна от середины кромки? К двух направлениях, к хвостовику и кончику. Если удар приходится строго на середину кромки, то достигнув хвостовика и кончика составляющие волны уравновесят друг друга, при вторичном отражении (уже в противоположных сторонах) уравновесят друг друга так же. Мы получаем уравновешенный инструмент для долгой и ненапряжной работы.

Но ребята пошли дальше, часть импульса идущую в носик они закрутили закорючкой, которая сначала добавляет акцента удара, а в момент отражения от кончика работает против залипания. Вот вам и пружина :)

Теперь понятно почему "слипшийся" завиток не будет работать?

ЗЫ: у кого есть такая игрушка? Очень наглядно демонстрирует сказанное.

[Ren Ren]

Спасибо, Олег, вполне доходчиво.

Заронило ряд мыслей, точнее наметило старым мыслям новые интересные направления..

Пользуясь случаем, задам вопрос - каков процент выхода/отражения энергии в воде?

[нахал]

Вода плотнее чем воздух, т.е. из железяки выйдет больше - останется меньше. Надо просто сравнить скорости звука, пропорционально разнице будет и распределение. Но здесь есть одна тонкость. В твердом звуковая волна имеет две составляющие: продольную и поперечную. Т.е. строго по вектору воздействия и поперек его, как бы круговыми волнами от "эпицентра". В газе и жидкости поперечная составляющая практически не выражена.

[Ren Ren]

Но здесь есть одна тонкость. В твердом звуковая волна имеет две составляющие: продольную и поперечную. Т.е. строго по вектору воздействия и поперек его, как бы круговыми волнами от "эпицентра". В газе и жидкости поперечная составляющая практически не выражена.

Спасибо, надо осмыслить, т.к. был уверен, что распространение происходит с точностью до наоборот.

[нахал]

Сергей, а что именно с точностью до наоборот? У меня могло чего и между двух глаз незамеченным остаться.

Могу поднять все материалы, много их перелопатил. Здесь же просто вынес основной вывод: нельзя недооценивать влияние формы, оно значительно больше чем нам может показаться.

[Ren Ren]

Наоборот - в твёрдой среде волна распространяется преимущественно линейно, а в газовой и жидкостной - линейно-концентрически.

[нахал]

Нет, две составляющие звуковой волны характеризуют именно твердую среду. Речь о звуковой волне, в неплотной среде нет условий для возникновения ее поперечной составляющей, расстояния между взаимодействующими частицами велики.

[Ren Ren]

Запомню (т.к. понять до конца пока не в состоянии ).

 

ЗЫ Потихоньку наклёвывается тема "Импульс-инерция-реакция-вибрация" или "Физика длинного и среднего клинка"

[нахал]

Если бы там только о клинке наклевывалось ...

В конце позапрошлого века в теормехе "момент инерции" ещё именовали "момент реакции", что гораздо точнее отражает суть явления. Почему позже предпочли англоязычный перевод термина - загадка.

Упростив теормех до примитивного и придумав методику именуемую "сопромат" мы забыли суть. Тогда это было оправдано, надо было строить Транссиб, паровозы и мосты, т.е. быстро выучить армию инженеров. Но то что подходило для паровоза не годилось для самолета. А паровозы не летают ...

[Nim Shehit]

Олег, все это правильно и здорово.

Но описанный процесс настолько краток во времени, что эффект в малых системах заметен не будет.

То, что подходит для длинного рельса - не очень актуально для швейной иглы.

И, потом - момент инерции, только часть общего процесса - до момента взаимодействия объекту придается начальная скорость, после момента взаимодействия - скорость в вязкой среде, с изменением вязкости (плотности) самой среды.

Т.е. описанный тобой процесс - "точечный". Он хорош для идеального гвоздя с идеальным молотком в длящемся мгновении.

Или в баллистике - где начальная сверхзвуковая скорость пули в момент контакта переходит в гидроудар.

[мак]

А чего это вы тут делаете?

[sha-man]

Олег, спасибо.

Наглядно очень.

Получается, что сушить руку гиймякеш в принципе не может.

 

Один вопрос к тебе.

Ты говоришь про гвоздь с молотком, про рельс и удар по его торцу.

А как изменится описанный тобой процесс, если приварить штырь к шляпке гвоздя перпендикулярно по отношению к гвоздю и херачить таким образом?

[Ren Ren]

А чего это вы тут делаете?

Схоластикой занимаемся, Андрей Артурович - вычисляем сколько ангелов умещается на острие иглы

[medic_1966]

А чего это вы тут делаете?

Схоластикой занимаемся, Андрей Артурович - вычисляем сколько ангелов умещается на острие иглы

А мне показалось, сколько бесов.

Вообще, чтобы рассуждать о данных предметах, нужно вспомнить, чем люляки отличаются от остальных фаршевых изделий. Отличаются консистенцией фарша, доведённой до пастообразного, липкого состояния, иначе они не будут хорошо держаться на палочках. Для этого фарш нужно долго, упорно и тщательно измельчать, что представляет собой не самую лёгкую работу. В люляках с недоведённым до нужной консистенции фаршем липкость повышают добавлением муки, но это порочный путь. Для облегчения процесса измельчения и созданы клинки со спиралями на конце, которые, при попадании в ритм, а именно, в резонанс клинков (ведь, чем длиннее конструкция, тем больше волны и меньше частота резонанса), делают обратное движение топориков на себя легче и менее утомительным (вниз усилие руки плюс сила тяжести, вверх - усилие руки а масса гиймякеша частично компенсируется упругой энергией сработавшей пружины), что не входит в противоречие со сказанным уважаемым Олегом (это теоретические рассуждения, основанные на литературе и сказанном выше).

 

О круглых палочках и шипах. Прошу прощения за занудство, в столярном деле шипами называются части деталей, выполненные заодно с самими деталями. Вручную их выпиливают, на заводах фрезеруют или обжимают специальными прессами. Шипы бывают сквозные и несквозные, впотай, вполупотай, усиленные, "ласточкин хвост" и т.д. Круглые палочки, предназначенные для соединения деревянных деталей, надываются шпунты. Делают их, продавливая деревянные заготовки через отверстия округлой формы, типа того, как протягивают проволоку, только не такой длинны. Разберите деревянное изделие или даже из ДСП, собранное на шпунтах. Увидите круглые палочки с продольным рифлением. Протягивают их через отверстия в стальных плитах. Отверстия конусные, со стороны меньшего диаметра (с этой стороны вставляются заготовки) нарезаны радиальные зубчики. В домашних условиях шпунты можно делать из прямослойных заготовок, расколотых немного больше нужного диаметра и прогнанных через обычные гайки подходящего внутреннего диаметра, положенные на губки тисков (это уже на практическом опыте, выпиливал шипы, выдалбливал под них гнёзда, делал шпунты).

[нахал]

Наоборот - в твёрдой среде волна распространяется преимущественно линейно, а в газовой и жидкостной - линейно-концентрически.

Сергей, понял где непонятка. Направление распространения у обоих составляющих одинаковое, т.е. во все стороны от "эпицентра". Продольная это просто толкнул крайнюю из стоящих доминушек и понеслись валиться все остальные. Поперечная - последующие колебания по месту возмущенных частиц, которые передаются соседним и так далее.

Нашли ее кстати, относительно недавно, когда начали разбираться с явлением именуемым "волновое разрушение".

Когла толщину брони артиллерийских башен линкоров нарастили настолько, что прямым поподанием они не разрушались. Зато рассчет башни секся в капусту отлетевшими осколками брони внутри самой башни.

Получалось что в толстом броневом листе отраженная продольная составляющая взаимодействовала с набегающей поперечной, сумма возмущений превышала силу связи частиц и пограничный слой разлетался осколками. Стали зашивать башни изнутри, дабы ловить эти осколки.

Относительно клинка тоже интересно посмотреть такое явление.

[нахал]

Но описанный процесс настолько краток во времени, что эффект в малых системах заметен не будет. То, что подходит для длинного рельса - не очень актуально для швейной иглы. И, потом - момент инерции, только часть общего процесса - до момента взаимодействия объекту придается начальная скорость, после момента взаимодействия - скорость в вязкой среде, с изменением вязкости (плотности) самой среды. Т.е. описанный тобой процесс - "точечный". Он хорош для идеального гвоздя с идеальным молотком в длящемся мгновении. Или в баллистике - где начальная сверхзвуковая скорость пули в момент контакта переходит в гидроудар.

Жека, я ждал этого вопроса! :)

То что в наших темпах жизни и ощущений этот процесс мгновенен - ничего не значит. Мы не можем его ощутить, но мы ощущаем его последствия. Просто тупой частный случай: удар клинок в клинок. Оба одинаковой массы но один шире другой уже. Среагируют они (пивной бокал) не единовременно, т.е. когда узкий уже будет отброшен струей в донышко, широкий ещё будет "пуст" и продолжать силовое воздействие.

Мы не ощутим разницы во времени, наши рецепторы не настолько чувствительны. Но мы увидим последствия: выбитый или разрушенный более узкий клинок.

Важна не продолжительность во времени процесса, важно соблюсти условие неединовременности реакции в свою пользу.

[нахал]

А как изменится описанный тобой процесс, если приварить штырь к шляпке гвоздя перпендикулярно по отношению к гвоздю и херачить таким образом?

Саш, чет я не понял. Приварили, а чем по чему хреначим?

[нахал]

А чего это вы тут делаете?

Нам просто интересно :)

[Сэм]

А как изменится описанный тобой процесс, если приварить штырь к шляпке гвоздя перпендикулярно по отношению к гвоздю и херачить таким образом?

Саш, чет я не понял. Приварили, а чем по чему хреначим?

Я так понял, что херачить молотком по этому приваренному перпендикулярно штырю

[нахал]

Тогда просто получится боее широкая шляпка, т.е. почти ничего не изменится. Направление приложения вдоль гвоздя? А то что в штырь ушло нам не мешает практически. Если понято правильно о чем речь.

[sha-man]

Не, не по нему, а ей.

Кочергой этой.

Получается Г-образная херня.

Берем за длинное и вгоняем короткое.

Как импульс пойдет?

[Сэм]

Т.е. просто тыкать гвоздем, но с помощью вот этого приваренного рычага?

[нахал]

Так же как и в гвозде, но стартанет от кончика а не от шляпки. Т.е. стена будет воздействовать на рукоять "кочерги". На изгибе часть энергии отразится раньше обратно к кончику, т.е. картинка усложнится, но в принципе все то же самое. Что именно является приводом - не так и важно, главное что он есть.

Гвоздь - молоток просто тупой и наглядный пример.

[sha-man]

Кочерга тоже тупой пример.

Алебарду например возьмем..

 

Гвоздь и молоток - это две системы, одна из них является источником силы для другой. Опосредовано, конечно.

Алебарда - единая система.

Плюс по-разному направлены векторы силы.

Направление движение молотка совпадает с будущим направлением движения гвоздя.

Рукоять алебарды в (точке приложения силы) двигается параллельно с будущим направлением топора.

[Сэм]

Рукоять молотка тоже двигается параллельно

 

С направлением движения гвоздя совпадает только сама головка молотка

 

В точке "передачи силы" направления векторов приложения самой силы то будет одинаковое

[нахал]

Вынесли рукоять к центру тяжести бойка - мототок, топор. Больше уйдет в обух, меньше достанется рукояти. Т.е. запустится два "маятника" Суть все равно та же - реагирует в момент отражения. Та же кирка: чем длиннее "железяка" тем меньше отдачи в рукоять, тем мощнее удар.

[dm_roman]

испытываю светлое чуйство собственного идиотизма от столь высоких обсуждаемых материй.

вполне возможно, что для понимания процесса надоть выпить, ну так рабочий день в разгаре-низя.

[sha-man]

Нет.

Вы бьете молотком вращая его вокруг оси - точки приложения силы.

Или таки прямой рукой параллельно его опускаете?

 

Эт я Сэму отвечал

[sha-man]

Та же кирка: чем длиннее "железяка" тем меньше отдачи в рукоять, тем мощнее удар.

Во, это мне кажется ключевое.

А теперь давай подумаем, может не только длина железяки играет роль.

Может вот эта фигня не только гвоздодер?

[нахал]

Ром, помнишь форму наковальни обсуждали на мастер-классе?

Ну вот прикинь: завтра все пересядем с любимых авто на какие-либо летательные или "скользительные" аппараты. Т.е. колесо забудем. И уже меньше чем через сотню лет где-нить на форуме колесоведов начнут обсуждать форму протектора, глубину и направление канавок, структуру корда исторической (культурной) традицией, и придут к выводу что канавки для облегчения и больше не для чего.

Такие факторы как предназначенность, разница условий применения., применяемые смеси. соответствие давления и их взаимовлияние будут начисто забыты. А что, с той ли , другой ли дорожкой резина - все равно катится. То что сегодня наука необходимая каждому, завтра станет атавизмом. Что и произошло с клинком.