Опытный боксер знает, как смягчить удар, направленный ему в голову, — нужно отвести голову назад. Если не отклоняться или того хуже — податься вперед, сила удара будет еще больше. Наиболее опасные моменты боя — последние раунды, когда оба боксера устали и не могут предвидеть удар противника и вовремя отклонить назад голову.
Наиболее опасны удары, наносимые в нижнюю челюсть или лицо, особенно если они направлены под углом. При этом голова отбрасывается назад, мозг смещается и ствол его может быть передавлен, а между разными отделами мозга возникают напряжения, которые могут его повредить. Даже если боксер и не нокаутирован, его мозг неизбежно терпит ущерб, поскольку он ударяется о череп, а затем смещается в обратную сторону. Из-за удара о череп нарушается ток крови в мозговых оболочках и повреждается поверхность мозга, а из-за внутренних напряжений, вызванных вращением, могут возникать внутренние повреждения. Кроме того, мозг повреждается и на противоположной по отношению к месту удара поверхности, поскольку, когда череп начинает движение назад, смещаясь относительно мозга, давление жидкости в пространстве между мозгом и черепом резко снижается, вызывая разрыв капилляров.
Если травмы повторяются, у боксера наступает так называемая деменция боксеров: он теряет способность думать, запоминать и говорить.
1.47. Падение галерей
17 июля 1981 года только что открытый в Канзас-Сити отель «Хайят Редженси» был заполнен людьми. Публика слушала любимые мелодии 1940-х годов в исполнении оркестра и танцевала. Много народа скопилось на трех галереях, которые висели над огромным атриумом, подобно мостам. Внезапно две галереи обрушились на головы веселящихся внизу, убив 114 человек и ранив почти двести.
Что привело к падению галерей? Безусловно, вес людей на галереях стал одной из причин, но не было ли ошибки в самой конструкции? Через несколько дней после катастрофы в городской газете появилось сообщение о том, что во время строительства в проекте была изменена одна деталь. Галереи лежали на балках, а концы балок первоначально должны были быть подвешены на одном стержне, крепившемся к потолку. Гайки, навернутые на стержень, и шайбы, расположенные непосредственно под каждой галереей, держали бы вес своей галереи (рис. 1.17а).
Рис. 1.17 / Задача 1.47. Первоначальный проект (а) и измененная при строительстве конструкция крепления галерей (б).
Но, очевидно, кто-то из руководителей строительства решил, что такую систему подвешивания на одном стержне с несколькими участками резьбы сделать практически невозможно, и вместо одного стержня, который должен был пронизывать галерею насквозь, решил использовать два стержня (рис. 17б). Как такое простое и, казалось, оправданное изменение привело к гибели и тяжелым травмам такого количества людей, собравшихся отдохнуть и повеселиться в пятницу вечером?
ОТВЕТ • Рассмотрим крепление края самой верхней галереи. В первоначальном проекте вес этой галереи и людей, стоящих на ней, должен был удерживаться гайкой под ней, накрученной на стержень. А как обстояло дело в измененной конструкции, где использовались две гайки? На верхней галерее гайка, накрученная на стержень, который шел вниз, должна была выдерживать вес обеих нижних галерей со стоящими на них людьми. Что еще хуже, гайка, навернутая на стержень, идущий вверх, должна была выдержать вес всех трех галерей со стоящими на них людьми. Очевидно, когда на галереях оказалось слишком много народа, их вес сорвал или сломал одну из этих гаек, и вся конструкция рухнула. Маленькое изменение — трагические последствия.
1.48. Обрушение башен-близнецов
Какова физическая причина обрушения башен-близнецов Всемирного торгового центра в результате атаки самолетами 11 сентября 2001 года?
ОТВЕТ • Существует два основных объяснения, почему рухнули башни-близнецы.
1. Удар самолета и загорание самолетного топлива вызвали пожар, и температура в этом месте превысила 800°C. Нагрев привел к уменьшению прочности вертикальных стальных колонн. В результате многие из этих колонн сложились, и верхние этажи рухнули на нижние. Даже если опоры нижних этажей и не нагрелись настолько, они все равно погнулись от сильного и резкого удара. И все этажи упали один на другой.