| Тезисы: | Ветер |
|---|---|
| Обработка: | Мимоходец |
Каска не способна защитить от падения тяжелых предметов, так как основная нагрузка в этих случаях приходится не на голову, а на шею. Для наглядности можно представить падение бетонной плиты. Даже если плиту просто положить на каску, вес плиты все равно сломает шею. Назначением каски является смягчение именно удара.
Падение мелких и, как следствие, легких предметов обычно так же не представляет собой угрозу. Однако только в том случае, если этот предмет падает с малой высоты. Если рассматривать не статическую нагрузку, как в примере с бетонной плитой, а именно удар - то травмирующий эффект зависит от трех факторов: вес предмета, его скорость и, как не странно, площади удара.
Кинетическая энергия, а следовательно и максимальная энергия удара, прямо пропорциональна массе и квадратично скорости падающего предмета. Учитывая, что энергия удара зависит от скорости квадратично - то именно скорость падающего предмета является определяющим фактором при ударе. В качестве примера можно рассмотреть принцип действия огнестрельного оружия - поражение достаточно легким предметом, 9-граммовой пулей, летящей с высокой скоростью. При ударе в голову возможно три крайних варианта развития событий:
Ударяющий предмет проходит голову насквозь. В качестве аналогичного примера можно рассмотреть выстрел в арбуз или яблоко. Для реализации такого сценария необходима значительная скорость падающего предмета, маленькая площадь удара. Так же предмет должен попасть в достаточно уязвимую точку головы. Результатом является смерть пострадавшего.
Ударяющий предмет попадает в голову на высокой скорости, однако не достаточной для того, что бы пробить голову насквозь. В случае если предмет не рикошетирует от черепа, его энергия тратится на деформацию головы. Следствием является тяжелое сотрясение мозга, черепно-мозговая травма или смерть.
Ударяющий предмет рикошетирует от головы. Для этого оба соударяющихся предметов должны быть упругими (то есть не разрушаться в момент удара). Так же необходимj значительное отличие массы ударяющего предмета от массы головы. Это наиболее безопасный вариант удара. При рикошете количество переданной энергии минимально – как следствие минимальна и сила удара.
Возвращаясь к каске можно сказать, что каска, благодаря жесткости и своей системе подвеса, заставляет камень или другой падающий предмет взаимодействовать не с отдельным кусочком черепа, а со всей головой. Как следствие возрастает жесткость системы голова-каска и увеличивается вероятность рикошета.
Небольшие расчеты. Скорость предмета, приобретаемая при падении с определенной высоты равна квадратному корню из удвоенного расстояния помноженного на ускорение свободного падения.
То есть каска предназначена для защиты от небольших предметов, падающих с большой высоты. Эти предметы способны приобрести значительное ускорение и нанести значительные повреждения незащищенной голове.