[identity profile] 22sobaki.livejournal.com posting in [community profile] engineering_ru
Профессиональный игрок в американский футбол в течение сезона получает 500-600 ударов в голову, и более половины из них происходит при столкновении с головами других игроков.


Ускорение, воздействующее при этом на мозг, составляет от 20g до 150g (а уже 100g достаточно, чтобы получить сотрясение мозга). В итоге у 96% бывших игроков NFL - травматическая энцефалопатия - болезнь профессиональных боксеров.

Однажды нейробиолог Raymond Colello смотрит матч по американскому футболу, в очередной раз расстраивается из-за столкновений, подходит к холодильнику, чтобы достать пивка, видит на дверце магнитики и выдает мысль: надо вмонтировать в шлем магниты.

Colello предлагает вмонтировать в боковую и переднюю части шлема неодимовые магниты так, чтобы при сближении двух шлемов возникали бы силы отталкивания. По утверждению ученого, магнитные пластины весом в 1/3 фунта (150 г) на расстоянии 6 мм друг от друга создадут силу отталкивания в 45 кг (441 Н).

Испытания показали, что магнитный шлем работает: снижает ускорение (перегрузку) при ударе со 140g до 88g, тогда как стандартные на сегодня шлемы - со 140g до 96g. На очереди краш-тесты на манекенах - изобретатель хочет быть уверен, что поступательное движение действительно замедляется, а не переходит, например, во вращательное.

Предполагается, что удорожание каждого шлема на 100$ и утяжеление его на 450 г не остановит Национальную футбольную лигу.



http://news.sciencemag.org/brain-behavior/2014/11/could-magnets-helmets-reduce-football-concussions
https://www.sciencenews.org/article/magnets-helmets-might-make-football-safer

Date: 2015-01-14 05:54 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Врачу простительно, но люди, знакомые с физикой, знают, что не существует сферических однополюсных магнитов, как их одинаковыми полюсами наружу не выкладывай.

Date: 2015-01-14 06:20 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
а никто и не говорит, что там будет сферически-симметричная конструкция
просто прикроют самые статистически и биологически опасные направления за счёт других, менее опасных или менее-вероятных

Date: 2015-01-14 06:50 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
И при столкновении шлемов с несферическим полем (а сферического все равно не бывает) под произвольным углом будет лютый бдыщ, при которм хорошо если никому не свернет шею, а затем две команды лосей будут отдирать 2 раза по 450 грамм неодима друг от друга, стараясь при этом не бдыщнуться об соседа...

Date: 2015-01-14 06:55 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
2 раза по 450 грамм неодима отдираются элементарно, так как не будет контакта противоположных полюсов; никто их притяжения , скорее всего, вообще и не заметит ; то же и про "лютый бдыщ" -- неоткуда ему там взяться
ваши оценки масштабов взаимодействия взяты "с потолка"

Date: 2015-01-14 07:04 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Все люди, которые в первый раз в жизни изобретают магнитную левитацию, рассуждают так как вы - нет ничего проще чем организовать отталкивание без притягивания - достаточно магнитики правильно расположить... Купите магнитики, попробуйте. Правда, это будет не очень дешево, почитать по теме - дешевле.

Date: 2015-01-14 07:17 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
как моё "прикроют самые статистически и биологически опасные направления за счёт других" вдруг силой вашей мысли превратилось в "магнитную левитацию"?..

Date: 2015-01-14 07:36 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Ну наклейте магнитики, наклейте. Видимо, для вас будет откровением что абсолютно все ваши конструкции будут слипаться сразу, как только вы перестанете препятствовать их слипанию, т.е. выпустите их из рук. Какими бы направлениями и за счет каких других направлений вы бы их друг к другу не подносили. Они перевернутся и слипнутся.

Вместо этого можно почитать про непрерывность линий магнитной индукции, и порисовать их на бумаге.

Магнитная левитация (гарантированное отталкивание) возможна только в системах с очень ограниченной степенью свободы и фиксированой геометрией. При наружении геометрии отталкивание прекращается.

Отталкивающиеся шлемы, подносящиеся друг к другу под произвольными углами и все время сохраняющие отталкивание вместо стремления свернуть своему владельцу шею и склеиться вместе, примерно так же реалистичны как вечный двигатель.

Date: 2015-01-14 07:52 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
- Как "выпустите их из рук "относится к данному шлему, если он на голове?
- "Перевернутся" и значит "прикроют самые статистически и биологически опасные направления за счёт других", обяснение я дал тут http://engineering-ru.livejournal.com/305538.html?thread=19078274#t19078274
- "шлемы, подносящиеся друг к другу под произвольными углами и все время сохраняющие отталкивание" это ваша выдумка, о таком никто не говорил

Date: 2015-01-14 07:58 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Почитайте про магнитную левитацию, многополюсные магниту, непрерывность линий магнитной индукции - поймете. Сама идея такого шлема - такая же физическая безграмотность, как и вечный двигатель.

Они не будут отталкиваться вообще - они будут стараться развернуться, свернув своему владельцу шею (если смогут), а затем склеиться. Сила, с которой вы их будете удерживать от разворота, будет такой же, как та, что вы пытаетесь от эффекта отталкивания получить. Не будет выигрыша в силе.

Date: 2015-01-14 08:09 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
Вы читаете ссылки или только свои комметарии? http://engineering-ru.livejournal.com/305538.html?thread=19084674#t19084674
вращающий момент в таких системах невелик, особенно в близком к сферическому шлеме; углы вызываемого поворота будут крайне малыми, учитывая массу тел, силу и время взаимодействия, и даже если магниты будут ориентированы по-разному относительно нормали к поверхности шлема.
Тезис о магнитных монополях зачем-то из комментария в комметарий приводите вы и только вы. Безопасность игроков строится не только на том, что вы пытаетесь опровергнуть, самостоятельно же и сформулировав, и не вдумываясь в слова собеседника. Повторяю ещё раз: "для уменьшения травматичности удар достаточно перенаправить из наиболее уязвимых мест в менее уязвимые".

Date: 2015-01-14 08:22 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Наклейте магнитики и попробуйте... несколько градусов отклонения от идеального угла - и все, пошли склеиваться. С теми же килограммами усилия, которые вы пытались получить при отталкивании.

Читайте про магнитную левитацию и невозможность обеспечить устойчивость такой системы одними только ферромагнетиками - это основы.

Не будет никакого перенаправления удара при касании таких шлемов. Будет бдыщь и склеившиеся шлемы.

Date: 2015-01-14 08:30 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
>"Не будет никакого перенаправления удара"..." несколько градусов отклонения от идеального угла - и все, пошли склеиваться" -- это и есть перенаправление удара, как раз то, что нужно для уменьшения травмоопасности

"устойчивость такой системы" -- вообще, новость о безопасности, а не об устойчивости систем

вам количество магнитов перегружает мозг и уводит в дебри, поэтому специально для вас я упростил задачу: есть два сталкивающихся лбами игрока и магнит у них на лбу, один у каждого -- теперь думайте, что происхдоит с траекторией головы при ударе и с безопасностью при появлении такого магнита

(no subject)

From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com - Date: 2015-01-14 09:06 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] drvit.livejournal.com - Date: 2015-01-14 09:10 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com - Date: 2015-01-14 09:26 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] drvit.livejournal.com - Date: 2015-01-14 09:30 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com - Date: 2015-01-14 09:35 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] drvit.livejournal.com - Date: 2015-01-14 09:37 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com - Date: 2015-01-14 09:38 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] drvit.livejournal.com - Date: 2015-01-14 10:04 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com - Date: 2015-01-14 11:06 pm (UTC) - Expand

(no subject)

From: [identity profile] drvit.livejournal.com - Date: 2015-01-14 11:31 pm (UTC) - Expand

Date: 2015-01-15 09:10 pm (UTC)
From: [identity profile] zarathustra66.livejournal.com
Ох, ржунимагу!
Представил ситуацию... Да это новый вид спрота можно замутить! Нахрен футбол. Бодаться в этаких шлемах, и чтоб не прилипнуть.

Date: 2015-01-14 06:56 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
Чёрные или серые?

Date: 2015-01-14 07:09 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
Лобовой удар биологически менее опасен в смысле направления, но , видимо, для данной игры наиболее вероятен и опасен из-за силы, поэтому магнит спереди просто уменьшает вероятность прямого лобового удара, переводя его в лобовой, но уже касательный, сильно уменьшая выделяемую при ударе энергию -- немного проигрываем в направлении зато сильно выигрываем в энергии, отсюда и безопасность. Что-то похожее и с боковыми: скорее всего, один из бьющих чаще всего бьёт лбом, так что при попытке ударть лбом в височную часть ( самое опасное сочетание, на мой взгляд ), удар опять уйдёт в касательный ближе ко лбу либо назад.
В любом случае, точный ответ дадут только сами игроки, описав свои впечатления, и статистика травм. Моделируй -- не моделируй, а модель всегда что-нибудь да упускает, так что практика тут лучший критерий.

Date: 2015-01-14 07:58 pm (UTC)
From: [identity profile] drvit.livejournal.com
кстати, если магниты всё-таки серые, то если все магниты сверху поставить, скажем, "плюсом" наружу, а по нижней части шлема пустить магниты наружу "минусом", то удар будет статистически смещён из области головы в область шеи, а по факту -- плеч, где у игроков мощные наплечники и прочие смягчители -- голова точно будет целее.

Date: 2015-01-14 06:57 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Возьмите кучку магнитиков от чего угодно (можно пачку мебельных магнитных защелок купить и магниты повынимать - они там неплохие, хоть это и не неодим), наклейте их на две сферических поверхности АБСОЛЮТНО КАК ХОТИТЕ, и поприкладывайте эти поверхности друг к другу под произвольными углами.

Когда надоест отдирать эти поверхности друг от друга, можно будет почитать что-нибудь по теме :-) Про магнитную левитацию, например...
Edited Date: 2015-01-14 06:58 pm (UTC)

Date: 2015-01-14 07:53 pm (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Никакие магнитные шлемы никогда не будут просто отталкиваться друг от друга. Они всегда будут стараться развернуться и склеиться разноименными полюсами. Полюса у шлемов будут всегда, какими узорами магниты на шлеме не выкладывай - это следует из закона непрерывности линий магнитной индукции. Просто эти полюса на шлеме будут образовывать мозаику - север-юг-север-юг-север-юг, и т.п. Получится многополюсный магнит.

Если выложить из магнитов идеальный шар одним полюсом наружу без зазоров, то получится удивительный сюрприз - магнитное поле этой хрени будет нулевым.

Развернуться реальные многополюсные "магнитные шлемы" будут стараться с той же силой, с которой они отталкиваются. Ради того, чтобы получить, грубо говоря, 100Н отталкивания, их придется с той же силой удерживать от разворота... если шлемы ни к чему не прикреплены кроме голов своих владельцев, то выигрыша в усилии не получится.

Магнитная левитация (постоянное отталкивание) возможна только в системах с ограниченными степенями свободы, фиксированой геометрией, фиксированой ориентацией магнитов. И то геморроище страшное.

Date: 2015-01-15 08:10 am (UTC)
From: [identity profile] roquefort-tln.livejournal.com
так шар не надо, надо полушар. В другой полусфере находится тушка игрока, которая не даст шлемам сблизиться на достаточное для слипания расстояние.

Date: 2015-01-15 08:16 am (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Вам только кажется, что это будет работать. В лоб шлемы будут отталкиваться, а ушами - слипаться. Нельзя сделать из постоянных магнитов асимметричную систему, хоть шлем к ним прикладывай, хоть футболиста - никак.

Date: 2015-01-15 08:55 am (UTC)
From: [identity profile] roquefort-tln.livejournal.com
еще раз - ассимметричная система нас вполне устроит. И лоб и уши и затылок сконцентрированы в одной полусфере. Во второй - тело игрока, защиты не требующее. этого достаточно для ассимметрии?

Date: 2015-01-15 08:58 am (UTC)
From: [identity profile] sergey-moroz.livejournal.com
Нет :-)

Попробуйте.

Profile

engineering_ru: (Default)
Инженерия

December 2025

S M T W T F S
 123456
78910111213
14151617181920
2122232425 2627
28293031   

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Apr. 23rd, 2026 07:49 am
Powered by Dreamwidth Studios