Гендэльф и Балрог - мост и падение в бездну с инженерной точки зрения
Пересматривая режиссёрскую версию Властелина Колец стало интересно - какова глубина пропасти куда упал волшебник? Пропасть имела своё название - Морийский ров.
Морийский ров — бездонная пропасть в Мории возле Восточных Ворот, через которую был перекинут узкий и длинный мост; он был разрушен Балрогом и Гэндальфом Серым. Арка моста длиной в 50-60 шагов ( 25-30м) , без перил ( примерно 400-600мм), идти по ней можно было только гуськом. Гномы выстроили его столь узким, чтобы защищать Морию от врагов, если те выломают внешние ворота.
Исходные данные
Время падения - по хронометражу фильма 70секунд.
Ускорение свободного падения и атмосфера - земная, округлим g=10м/с2.
Гендэльф падает плашмя большую часть времени, иногда ускоряясь.
Из практики скорость свободного падения человека в воздухе (при обычной плотности воздуха) — около 200 км/ч (примерно 55 м/с). Далее из-за сопротивления воздуха скорость постоянна.
Однако скорость зависит от положения человека в падении:
Около 200 км/ч — при падении «плашмя» (с широко раскинутыми ногами и руками).
До 300 км/ч — при падении «солдатиком» (сопротивление воздуха меньше).
Волшебник достигнет финальной скорости в 55м/с за t=55м/с / 10м/с2=5,5секунд, пролетев расстояние - s=10м/с2 * (5,5сс)2 / 2 = 151,25м
Оставшиеся время он падает равномерно средней скоростью V=55м/с, пролетев расстояние - 55м/с* (70с-5,5с)=55м/с*64,5с=3547,5м
Итого волшебник пролетел - 3547,5+151,25=3698,75м, округлённо 3,7км.
Для сравнения 3,7км - это средняя глубина океана, высота горы Чегет и Гунбьёрн в Гренландии, и в 2 раза глубже пешеры Сарма (1830м), а также глубина шахты «Савука», расположенная в ЮАР, в 80 км к юго-западу от Йоханнесбурга, между городами Карлтонвилл и Фошвилл, в 2002 году её глубина превысила 3700 метров.
В конце падения вместе с Балрогом он упал в подземное озеро. Если бы Гендэльф упал бы сам в воду на скорости 55м/с , это было бы равносильно прыжку с высоты s=10м/с2 * (5,5сс)2 / 2 = 151,25м ( мировой рекорд 58,8м)......но волшебник прикрылся огромным Балрогом и этот факт скорей всего смягчил удар.
В принципе вероятность выжить есть - не забывайте что всегда есть место чуду
Касаемо моста....мог бы он практически нести нагрузку от гномов и прочих гостей?
Возьмём очень примерно начальные условия
Пролёт моста 50-60 шагов - примем 30м
Сечение моста - прямоугольное b*h=60х120см
Материал моста - гранит с Rраст=20Мпа
Нагрузка - q=100кг/м (1 человек на погонный метр моста)
Формула для расчета балки выглядит следующим образом:
σ = M/W ≤ R
σ - напряжение, возникающее в сечении элемента (кг/см2);
M - момент силы, действующий на элемент (измеряется в (кг·см) или (т·м);
W - момент сопротивления сечения элемента (см3). Определяется по таблицам;
R - расчетное сопротивление материала (кг/см2).
М=100кг/м * (30м)*30м/ 8 =11250кг*м=1125000 кг*см
W = bh 2 /6= 60см*120см*120см/6=14400см3
σ = M/W=1125000кг*см/14400см3= 78,125кг/см2=7,8125Мпа < R=19Мпа
Итак по расчёту мост выдержал бы всех героев разом!





