Вольнае падзенне - Частка 5

Дэвід Чандлер

Частка 1 2 3 4 5 6

Да гэтага часу мы эксклюзіўна размаўлялі пра свабоднае падзенне WTC 7. Але што з вежамі-блізнятамі? З двух больш простых выпадкаў - Паўночная вежа (таксама вядомая як WTC 1).

WTC 1, 110-павярховы будынак, збіў Boeing 767 на ўзроўні пліты перакрыцця 96-га паверха. Фюзеляж раскалоўся і выйшаў на 95-ы і 96-ы паверхі. Крылы былі нахілены налева, таму розная ступень пашкоджанняў прадоўжылася ад 93-га да 99-га паверха.

Афіцыйная гісторыя развівалася з цягам часу. У пачатку 2002 года ў праграме NOVA "Чаму вежы ўпалі" грамадскасць была прадстаўлена тэорыяй "краху блін", і паняцце засталося ў грамадскай свядомасці.

Тэорыя блін і ілюстрацыі, якія выкарыстоўваюцца ў праграме NOVA, рэзка заніжалі асноўную структуру, якая на самой справе складалася з 47 масіўных узаемазвязаных калон, сабраных побач з цэнтрам будынка, выступаючы як вельмі жорсткі будынак у будынку.

Калі б падлогі залілі бліны, ядро ​​заставалася б як стаяльная вежа, калі ўсё было сказана і зроблена. Такога відавочна не адбылося. NIST адхіліў тэорыю блін і замест гэтага пастулюе, што верхняя частка будынка дзейнічала як "кіроўца кучы", якая разграміла калоны ніжняй часткі будынка, прымусіўшы іх спрасацца. Яны абапіраліся на працу інжынера-будаўніка з Паўночна-Заходняга універсітэта Здэнека Базанта, які прадугледжваў, што верхні блок раздавіць ніжні блок да зямлі, перш чым раздушыць сябе ў рэшце рэшт: раздушыць, а затым раздушыць, як ён выказаўся.

(Дакумент Базанта быў адпраўлены для публікацыі праз два дні пасля падзей 11 верасня.) У гэтым аналізе шмат дрэнных рэчаў, але NIST прыняў яго без крытыкі як замену для ўласнага аналізу.

Звярнуўшыся да назіранняў, першае буйное выкід пылу і смецця, якія адзначаюць пачатак абвалу, адбылося на 98-м паверсе, таму, калі мы павінны разглядаць абвал як складаецца з верхняга блока падлог, які падае і ўрэзаўся ў ніжні блок блокаў, ён было б 12 гісторый супраць 97 гісторый. 12 лепшых гісторый не змаглі выжыць, каб раздушыць ніжнія 97 гісторый, таму што сілы ўзаемадзеяння былі б аднолькавымі і супрацьлеглымі ў кожнай кропцы. Абодва раздзелы знішчылі б адзін аднаго з аднолькавай хуткасцю, таму да таго часу, калі верхнія 12 паверхаў ніжняй часткі былі знішчаны, верхняя частка таксама была знішчана, не пакідаючы нічога, каб разбурыць астатнюю частку будынка.

Я кажу: "калі б мы былі", каб разгледзець гэта такім чынам, таму што, калі назіраць за пачаткам абвальвання, дах сапраўды рухаецца ўніз, прыблізна да ўзроўню 105-га паверха, перш чым верхні "блок" пачне спуск. Іншымі словамі, верхні блок не дзейнічае як цэласнае падраздзяленне, якое можа разглядацца як малаток альбо кіроўца ворса, што можа раздушыць слупкі ніжніх паверхаў. Гэта амаль 50% знесена ўнутрана, перш чым ён пачынае прасоўвацца ў ніжнюю частку будынка. NIST не дае ніякага разумення таго, як верхняя частка, не маючы над ёй драйвера ворса, можа зрабіць гэта самастойна.

Мы маглі б спыніцца на гэтым і сказаць, што NIST не змог апісаць рэчаіснасць, але давайце працягваць, дзеля аргументацыі, выказаўшы здагадку, што верхні блок дзейнічаў як цэласны блок, здольны раздушыць тое, што было пад ім. Якое разуменне можна атрымаць, вымяраючы рух лініі даху? Гэта, напрыклад, у вольным падзенні?

Я вымераў рух уніз ад лініі даху, і адказ не, гэта не было ў вольным падзенні. Яна ўпала пры раўнамерным паскарэнні ўніз прыблізна на 64% ад паскарэння сілы цяжару.

Такім чынам, якія наступствы гэтага выніку? У адрозненне ад простага выпадку свабоднага падзення, у гэтым выпадку мы сапраўды павінны заняцца матэматыкай. Я пачаў задацца пытаннем пра сябе: што гэта менш, чым паскарэнне вольнага падзення ўніз, кажа пра сілу ўзаемадзеяння верхняга і ніжняга блокаў?

Каб адказаць на гэтае пытанне, я пачаў з выгляду аналізу, які я вучу сваіх студэнтаў на ўступных уроках фізікі. Я намаляваў бясплатную схему цела.

Такая схема дыяграмы вылучае адзіны аб'ект (у гэтым выпадку верхні ўчастак будынка), на якім вы ўяўляеце ўсе сілы, якія дзейнічаюць на яго, а потым аб'ядноўваеце сілы, каб знайсці чыстую сілу. Нарэшце, вы ўжываеце Другі закон Ньютана, у якім сказана, што сіла чыста роўная масе, памножанай на паскарэнне аб'екта.

На гэтай дыяграме мы бачым, што маса верхняга блока, W (вага сілы цяжару, якая дзейнічае на масу; W = mg), дзейнічае ўніз, а сіла супраціву - r дзейнічае ўверх. Чыстая сіла складае мг-г, які ўсталёўваецца роўным ма (масавае паскарэнне). Мы ведаем, што паскарэнне ад вымярэння складзе 0,64 мг, таму, вырашаючы алгебраічна, мы атрымліваем, што сіла супраціву складае 0,36 мг або 36% ад вагі верхняга блока.

Згодна з трэцім законам Ньютана, сілы паміж двума ўзаемадзейнічаючымі аб'ектамі заўсёды роўныя і супрацьлеглыя, таму сіла верхняга блока, якая дзейнічае на ніжні блок, складае 36% ад яго вагі. Гэта цікава, бо калі верхні блок быў нерухомым, ён надаваў бы 100% сваёй масы на ніжнюю канструкцыю, як гэта рабілася на працягу многіх гадоў! Як яно можа аказваць сілу, меншую за вагу? Ці не павінна яна аказваць вялікую сілу з-за сваёй хуткасці ўніз, "дынамічнай нагрузкі", а таксама вагі? Вядома, трэба. Калі вы напусцілі кавадлу на насок, гэта аказвае большую сілу, чым калі вы проста ўсталюеце яе на насок. Але па назіранні мы бачым, што сіла ўзаемадзеяння памяншаецца, а не павялічваецца! Гэта кажа нам, што з нашымі здагадкамі нешта не так.

У нас тут асноўная структура з вялікім запасам трываласці. Асноўныя калоны былі распрацаваны так, каб падтрымліваць у 3 разы больш вагі над імі, а па перыметры слупкі былі ў 5 разоў перавышаць вагу над імі. Замест таго, каб падтрымліваць 3+ разы больш вагі, ён не падтрымлівае нават 36% вагі. Таму можна зрабіць выснову, што каля 90% трываласці апорных слупоў было знята. Калі б падтрымка была цалкам выдаленая, у нас было б свабоднае падзенне, як у выпадку з WTC 7. Гэта не свабоднае падзенне, але гэта таксама не паводзіны падаючага блока, які разбіваў структуру, якая ў адваротным выпадку здольная яго падтрымліваць. Больш падрабязна вывучыць гэты аналіз чытайце ў маёй працы ў часопісе "Даследаванне 11 верасня" "Разбурэнне Паўночнай вежы і фундаментальнай фізікі Сусветнага гандлёвага цэнтра".

Грэм МакКуін і Энтані Шамбоці растлумачылі гэты феномен, магчыма, больш інтуітыўна, у артыкуле пад назвай "Зніклы без вестак: Простае абвяржэнне гіпотэзы аб развазе базіка NIST". Яны спыталі, а дзе гэта штуршок? Калі вы калі-небудзь назіралі за тым, як фактычны кіроўца кучы кідае ў зямлю (як пры будаўніцтве прыстані), вага падымаецца і дазваляе некалькі разоў апускацца. Па меры таго, як ён наносіць кожны ўдар, сіла рэакцыі прыводзіць да падзення вагі ў спакой. Фактычна перадача імпульсу рухаючай масы да полюса стварае імпульс, лішнюю сілу або дынамічную нагрузку, які рухае полюс у зямлю. Каб даць імпульс, ён павінен адмовіцца ад імпульсу, гэта значыць, ён павінен страціць хуткасць. Удар бачны як штуршок. Вага адпачывае, таму яго трэба падымаць, каб яго зноў і зноў апускаць. Але па назіранні мы бачым, што верхняя частка WTC 1 паскаралася раўнамерна ўніз, не губляючы хуткасці, на працягу ўсяго часу лінія даху была бачная. Ён не дзейнічаў як кіроўца груды, таму што ніколі не здаваўся імпульсам. Ён паскараўся раўнамерна ўніз увесь час, не пры свабодным падзенні, але раўнамерна ўніз, крыху меншай хуткасцю. Паколькі ён ніколі не губляў абароты (ніколі не губляючы хуткасць), ніколі не ўжываў лішнюю сілу да асноўнай структуры. Менавіта таму, што 90% асноўнай структуры было выдалена, таму на яе не было ўплыву. Гэта трапляла ў пустату. Раўнамернае паскарэнне ўніз не з'яўляецца свабодным падзеннем, але яно мае тыя ж наступствы для WTC 1, што і свабоднае падзенне для WTC 7: выбуховыя рэчывы выкарыстоўваліся для папярэдняга распылення будынка, каб дазволіць падзенне верхняй часткі або таго, што ад яе засталося. нязначны супраціў.

Для паўнаты варта адзначыць паўднёвую вежу. Паўднёвая вежа, WTC 2, трапіла на ўзровень пліты 81-га паверха, таму верхні блок у дадзеным выпадку быў вышынёй 29 паверхаў. Да таго часу, як будынак ужо разваліўся, пажарныя дасягнулі ўзроўню пажараў і паведамілі, што яны былі адносна невялікімі і іх можна было патушыць з мінімальнымі намаганнямі. Аднак адбывалася нешта іншае, таму што расплаўлены метал можна было выліваць з-за паўночнага кута будынка.

Няхай гэта будзе жалеза ці сталь ці нешта іншае, колер паказвае, што тэмпература была ў расплаўленым жалезе. NIST паспрабаваў сцвярджаць, што гэта расплаў алюмінія з плоскасці, але гэта пафасна слабы аргумент. Алюміній плавіцца пры значна меншай тэмпературы, так што нават калі б ён свяціўся, ён не будзе такога колеру. На самай справе расплаўлены алюміній выглядае серабрыста. Значэнне ўсяго гэтага ў тым, што агонь, які ўзнікае пры спальванні нафты, газу, драўніны або большасці арганічных матэрыялаў на адкрытым паветры, мае максімальную тэмпературу каля 1000 ° F, занадта нізкую, каб расплавіць жалеза. Гэты расплаўлены жалеза альбо іншы матэрыял пры тэмпературы расплаўленага жалеза быў выкліканы чымсьці іншым, чым спальваннем рэактыўнага паліва альбо офіснай мэблі. (Дарэчы, дарэчы, NIST згаджаецца, што рэактыўнае паліва згарэла ў першыя хвіліны, пасля чаго пажары распалілі офісную мэблю.)

Гэтая серыя артыкулаў распавядае пра тое, як упалі вежы, таму мы адыходзім крыху далей, але расплаўленае жалеза, якое выліваецца з боку будынка, цяжка пераадолець без згадкі. Здаецца, мы ўдзельнічаем у працэсе зносу: папярэдняе паслабленне і запальванне высокай тэмпературы. Неўзабаве пасля таго, як расплаўлены метал з'явіўся, вежа пачала хутка падаць.

У адрозненне ад WTC 1, высокі верхні блок WTC 2 адразу пачаў нахіляцца, круцячыся на ўсход.

Гэты рух зрабіў немагчымасць прасачыць рух уніз па тых жа тэрмінах, што і прамалінейны рух WTC 1, але паслядоўнасць падзей, якія рушылі ўслед, не паддаецца гіпотэзе драйвера. Як у цябе ёсць куча кіроўцы, калі кіроўчая вага падае? Рух крыху падрабязна апісаць коратка, але гэта па сутнасці тое, што адбылося. Нягледзячы на ​​страту прываднай вагі, ніжні ўчастак WTC 2 самаліквідаваўся дашчэнту, а выбуховыя выкіды б'юць па будынку і спускаюцца па будынку далёка перад гіпатэтычным калапсам. Працэс зносу выбуховых рэчываў лёгка заўважыць. Інтэрпрэтаваць гэта як што-небудзь яшчэ вельмі складана.

У частцы 6 мы вернемся да галоўнага пытання: якія большыя наступствы гэтыя назіранні?

Частка 1 2 3 4 5 6