לאחר דיווחים על כך שהרכבת הנוסעים מטרו-צפון שירדה מהפסים ביום ראשון, ממש מחוץ לעיר ניו יורק, נסעה במהירות של 82 קמ"ש לאורך עקומה של 30 קמ"ש, אנחנו עדיין לא יודעים פרטים לגבי מתי הבלמים של הרכבת הופעלו. פיזיקה בסיסית עשויה לעזור להסביר כיצד שבע הקרונות של הרכבת עפו מהמסילה, כששניים מתהפכים על צידם ליד נהר ההדסון.
ארבעה בני אדם מתו ו-67 נפצעו בהתרסקות, שאירעה ברכבת שנסעה לתחנת הגראנד סנטרל בניו יורק. ההמועצה הלאומית לבטיחות בתחבורהפרסמה את הממצאים הראשוניים שלו על התאונה, אשר נמצאה ברובה ממרשם הנתונים של הרכבת.
מידע ראשוני ממקליטי אירועים מראה שהרכבת נסעה במהירות של כ-82 קמ"ש כשנכנסה לעקומה של 30 קמ"ש.— NTSB (@NTSB)2 בדצמבר 2013
הסיבה להתרסקות מתמקדת במהירות הרכבת. התמונות הראו את שבע המכוניות ואת המנוע האחורי אחד ברובם מחוץ למסלול המעוקל בחדות. בסמוך למקום שבו המסילה מתעקלת ביותר, נראה שהרכבת המטרו-צפון עוזבת את הפסים. איזו מהירות וכוח נדרשו כדי לעשות זאת?
עם המספרים של ה-NTSB, Mashable שאל את הפיזיקאי והמחבר שלאיך ללמד פיזיקה לכלב שלךצ'אד אורזל על הפיזיקה מאחורי האסון.
בכל פעם שיש לך עצם בתנועה על עקומה, עליך להפעיל מה שנקרא "כוח צנטריפטלי", מעין כוח נגדי כדי למנוע מהאובייקט לעבור בקו ישר - כפי שהוא מעדיף - במקום עקומה, כתבה אורזל במייל.
כמות הכוח הצנטריפטלי שעליך להפעיל תלויה הן במהירות והן ברדיוס של העקומה. "אז הכוח הנדרש גדל עבור עקומות הדוקות יותר, וגדל מהר מאוד ככל שהמהירות עולה - בערך פי שבעה וחצי ב-82 קמ"ש מאשר ב-30 קמ"ש", אמר אורזל.
מהנדסים הבונים כבישים ומסילות ברזל לוקחים בחשבון את הכוחות הללו בעת תכנון עקומות. "הכוח שמסילה יכולה להפעיל על הרכבת מוגבל על ידי גודל המסילה והחיכוך בין הגלגלים למסילה", הסביר.
המהירויות המומלצות עבור עקומות אלה, כמו אזור ה-30 קמ"ש במסלול המטרו-צפון, נקבעות על סמך גורמים אלה. בעוד פסי רכבת הם תמיד שטוחים, אתה עשוי להבחין כי כבישים מהירים מנהלים כוח צנטריפטלי מסוים על ידי הגדה של הכביש, מה שעוזר להחיל כוח הכבידה על המשוואה.
הגורם השני, וזה שעוזר להסביר מדוע הרכבת נסעה כל כך רחוק לאחר שיצאה מהפסים, הוא כמה זמן לוקח לעצור חפץ בתנועה.
דו"ח NTSB של יום שני מציין כי נעשה שימוש בבלמים של הרכבת, לפחות במידה מסוימת.
כ-5 שניות לפני שהמנוע נעצר, הלחץ בצינור הבלם ירד מ-120 psi ל-0 - מה שהביא לבלימה מקסימלית.- NTSB (@NTSB)2 בדצמבר 2013
עם זאת, הסוכנות עדיין לא יודעת את "האירוע ההתחלתי של המצערת שהולכת למצב סרק או שלחץ הבלמים יורד ל-0 psi".
מה שברור, לפחות מנקודת מבט של פיזיקה, הוא שהבלמים האלה נקטעו עבורם. "עצם שמתחיל לנוע במהירות של 82 קמ"ש יזדקק למרחק פי שבעה וחצי כדי לעצור עצם שהתחיל במהירות של 30 קמ"ש", אמר אורזל.
כוח החיכוך בין המכוניות שירדו מהפסים והקרקע עוזר לחוקרי תאונות לקבוע מהירות התחלתית (במקרה זה 82 קמ"ש) בתאונות כאלה, הוא הוסיף.
ברור שנותר הרבה שאנחנו לא יודעים על הירידה מהפסים. ה-NTSB עדיין מראיין אנשי צוות ומחפש רמזים אחרים:
הטלפון הסלולרי של המהנדס אוחזר וכחלק מהתהליך השגרתי שלנו, נשיג את הנתונים מהבדיקה המשפטית.— NTSB (@NTSB)2 בדצמבר 2013
אבל בינתיים, אנחנו יכולים ליישם את מה שאנחנו יודעים על פיזיקה כדי להבין קצת יותר על התאונה הטרגית.
[wp_scm_comment]
