As chapas de madeira compensada podem penetrar nos troncos das árvores incólumes - quando empurradas por furacões ou ventos com tornados. Por que a fuselagem, as asas e a cauda de um avião não se comportariam da mesma maneira que afetam a água do oceano em um ângulo íngreme a 300-500 mph? Ou seja, penetre e permaneça intacto. Tenho visto muitas suposições escritas sobre isso, que parecem baseadas no senso comum, mas o senso comum pode ser enganoso. O resultado de tal evento já foi demonstrado?
Plywood sheets can penetrate tree trunks unscathed
O compensado não é ileso pelo processo
Why wouldn't an airplane [be unscathed by] impacting ocean water at a steep angle at 300-500 mph?
A aeronave não viajará na mesma velocidade embaixo d'água. Isso significa que uma força considerável é aplicada à aeronave para desacelerá-la em uma curta distância. Essa força excede em muito para o que a estrutura foi projetada.
O compensado era como uma lâmina de cutelo batendo na árvore. Muita massa e momento relativamente densos concentrando-se em uma borda muito fina.
Uma asa de avião (sem falar na fuselagem) não é uma borda fina. É sem corte, arredondado e grosso. Atrás dessa borda é um objeto de baixa massa e baixa densidade. Para o tamanho, as aeronaves são muito leves e carregam uma pequena fração do momento que um objeto de alumínio sólido (não oco) teria o mesmo formato e volume.
Se aquele compensado não fosse um material sólido, mas fosse oco como um avião (reduzindo assim a massa, o momento e consequentemente a força atuando na árvore), provavelmente veríamos a árvore intacta e os restos quebrados da árvore. madeira compensada no chão.
Has the outcome of such an event ever been demonstrated?
O resultado de uma aeronave voando de nariz em água foi demonstrado um número infelizmente grande de vezes. E não termina bem para a aeronave.
As situações que você está descrevendo são muito diferentes. A física de uma folha de compensado penetrando no tronco de uma árvore acontece devido aos ventos extremamente strongs. Quando o vento é de 150 mph (e paralelo ao bordo), o caminho de menor resistência pode muito bem ser direto através da árvore. Qualquer deflexão da prancha para um lado ou para o outro aumentaria sua área de seção transversal em relação ao vento e, assim, seria contrabalançada pela força do próprio vento. Se, de outra forma, você tentasse atirar uma prancha de compensado contra uma árvore (na ausência de vento), acho que você encontraria resultados bem diferentes (embora não tão diferentes quanto o cenário de impacto da aeronave na água).
Por outro lado, a física de voar uma aeronave de nariz em água a 300-500 mph difere apenas ligeiramente de voar uma aeronave de nariz no chão a 300-500 mph. Nos primeiros segundos, a água se deslocará um pouco mais do que o solo teria, mas não muito. É preciso muita força para acelerar a água para os lados com rapidez suficiente para que ela seja deslocada pela aeronave a 300-500 mph e, uma vez que a força é aplicada igualmente (mas oposta à direção) para a aeronave e a água, as forças aplicadas à aeronave serão suficientes para destruí-la rapidamente. As peças da aeronave continuarão a perder velocidade até que estejam flutuando em cima da água (para peças que são menos densas que a água) ou estejam afundando em sua velocidade terminal na água (que será bastante lenta na água). Enquanto isso, toda a energia cinética da aeronave está sendo dissipada muito rapidamente, fazendo coisas como esmagar a fuselagem e / ou rasgá-la, acelerando a água para fora do caminho da aeronave, aquecendo a água e (mais ainda) aeronave, etc.
Até onde as forças seriam suficientes para esmagar a aeronave (ao contrário do que aconteceria se você disparasse um pedaço longo, estreito e cilíndrico de alumínio sólido na água no mesmo ângulo e velocidade), a aeronave é relativamente oco. A área transversal que impacta a água é muito maior para uma aeronave do que para um cilindro de alumínio sólido de igual massa e comprimento, o que significa que uma força total muito maior será aplicada a ela (pressão similar, mas integrada em um muito maior Além disso, como um pedaço sólido de alumínio é um pouco mais denso que o ar que preenche a maior parte da cabine de uma aeronave, a aeronave estaria mais apta a ser esmagada. A parte do casco que impacta a água seria acelerada no espaço atrás dela, uma vez que a força para a frente sendo aplicada a ela pelo conteúdo da cabine e as partes mais posteriores do casco seriam muito menores do que a força para trás sendo aplicada a ela. pela água está impactando. Ou seja, o casco seria esmagado como uma lata de alumínio. Quando você pisa em uma lata de alumínio com o seu sapato, a lata esmaga em vez de penetrar no seu pé (pelo menos você espera que sim ...) Esta situação é muito mais análoga a uma aeronave que bate na água do que o caso da madeira compensada em um furacão uma árvore que você menciona.
Finalmente, como outros já mencionaram, a razão pela qual a madeira compensada pode realmente sair da árvore é apenas que ela não é retardada completamente até parar pela colisão e atrito com a árvore quando ela está entrando na árvore. Para uma árvore suficientemente estreita, isso permite que ela saia do outro lado antes de parar completamente. No entanto, para uma árvore suficientemente espessa, a situação seria praticamente inalterada, exceto que a borda de ataque da placa pararia em algum lugar dentro da árvore.No caso de madeira compensada penetrando em um tronco de árvore, considere a conservação de energia. O compensado pode estar voando a uma determinada velocidade antes do impacto, alguma energia cinética é usada para quebrar o tronco da árvore e, em seguida, o compensado (presumivelmente) continua voando a uma velocidade reduzida.
Ainda considerando a conservação de energia, uma aeronave impactando o oceano obviamente não pode "continuar" voando a uma velocidade similar, então toda a energia cinética (e há um muito dela) deve ser usada para faça algum trabalho. Esse trabalho estará esmagando a estrutura de aeronaves (relativamente delicada).É possível fazer um míssil ou algo que possa penetrar na água (por exemplo, Aerial torpedo ). No entanto, essas coisas são projetadas para isso e as aeronaves de passageiros definitivamente não são.