Или ход конем по голове | Научно-популярный журнал «Химия и жизнь» 2017 №1

Или ход конем по голове
Комаров С.М.
(«ХиЖ», 2017, №1)

Вот гад, чем это он меня все-таки? Он ощупал желвак. Похоже на резиновую дубинку. Впрочем, откуда мне знать, как это бывает от резиновой дубинки? Как бывает от модернового стула в «Жареном Пегасе» — это я знаю. Как бывает от автоматного приклада или, например, от рукоятки пистолета, я тоже знаю; от бутылки из-под шампанского и от бутылки с шампанским… Надо будет спросить Голема…

А. и Б. Стругацкие.

Гадкие лебеди


pic_2017_01_26.jpg

Художник В.Любаров

Чем различаются удары по голове полной и пустой бутылкой из-под пива? За экспериментальное решение этого вопроса Стефан Боллигер, который возглавлял коллектив исследователей из Бернского университета, получил Игнобелевскую премию мира 2009 года. Этот успех был торжественно отпразднован в марте 2016 года, когда в Лозанне побывал с ознакомительным туром-визитом сам основатель премии Марк Абрахамс. Еще бы, эта маленькая страна дала трех лауреатов, удостоенных нанограмма золота за выдающиеся исследования, которые показывают: научный метод силен не только в фундаментальных исследованиях, но и в заурядных житейских ситуациях.

На первый взгляд вопрос о том, какую бутылку лучше использовать для самообороны, должен интересовать людей, скорее склонных к практическим действиям, нежели к отвлеченным научным рассуждениям. Так, посетители форумов, посвященных тонкостям народных боевых искусств, обсуждая свои впечатления от использования бутылок в диспутах с агрессивно настроенными прохожими, приходят к следующему выводу: оно, конечно, бутылки — не самые весомые аргументы, зато самые доступные, поскольку в изобилии валяются там, где такие диспуты, как правило, возникают. На второй же взгляд, если направить его на статью, послужившую поводом для награждения швейцарских специалистов («Journal of Forensic and Legal Medicine», 2009, 16, 138—142; doi:10.1016/j.jflm.2008.07.013), выясняется, что решением этого вопроса живо интересуется еще одна группа людей — травматологи и патологоанатомы. Именно к ним попадают многие участники чрезмерно горячих споров, которые порой случаются в барах даже такой тихой страны, как Швейцария.

Конечно, надо понимать, что мы живем не в какой-нибудь средневековой Византии, где философы доказывали справедливость своей позиции, волоча поверженного на пол оппонента за бороду (см. «Химию и жизнь», 2006, № 10). Сейчас все гораздо культурнее — в ход идет тонкое стекло пивных бокалов. С точки зрения физики удар таким бокалом по голове — полная ерундовина, его энергия не более 1,7 джоуля, так что полное превосходство над оппонентом обеспечивает не сила удара, а осколки. Иное дело советские полулитровые кружки из толстого стекла — от их удара вполне можно было стать заикой, а то и хуже. Но разумеется, в поле зрения швейцарских криминалистов они не попали, да и встречаются они сегодня главным образом в музеях и домашних коллекциях.

Однако в тех барах, где подают не разливное пиво, а бутылочное, ситуация иная. Швейцарские пивные бутылки — это вам не среднеевропейские по 0,33 литра, а полноценные полулитровые, которые к тому же используют многократно (а это значит, что они должны быть прочными, чтобы с гарантией выдерживать повторные циклы). Такая бутылка весьма увесиста — 400 граммов в пустом виде и 900 граммов с пивом внутри. Так что посетители этих баров располагают гораздо более весомыми аргументами, чем бокалы. А в Италии все еще серьезнее — пиво там часто разливают в бутылки 0,66 литра. Соответственно проигравшие в споре нередко становятся объектами работы криминалистов. А им на основании собранной статистики хорошо бы выдать рекомендации государственным органам о превентивных мерах, сокращающих число плачевных исходов. Видимо, это и было дальней целью исследования Боллигера и его коллег.

Итак, чтобы получить полную картину соударения головы с бутылкой, в шахте четырехметровой глубины смонтировали испытательный стенд. На дно поставили детскую ванночку — ее высокие бортики не позволяли осколкам разлететься. В ней лежала бутылка, на которую прилепили пластилиновую нашлепку — предполагалось, что она моделирует амортизирующее действие кожи головы. Наверху же на определенной высоте (в ходе опытов ее меняли) закрепили устройство, способное бросать вниз килограммовый стальной шар, символизирующий череп собутыльника. В общем-то с точки зрения теории относительности все равно, бутылкой ли бить по голове, головой ли (даже если ее моделирует стальной шар) по бутылке. Главное — относительные скорости движения этих объектов, которые и обеспечивают приобретение ими кинетической энергии, той самой, что при столкновении превращается в энергию разрушения. Цель же опыта была проста: определить, при какой энергии удара бутылка будет разбита.

Исходя из общих соображений, можно ожидать, что полная бутылка разобьется при более сильном ударе, ведь внутри нее находится жидкость, которая должна взять на себя часть энергии удара. Действительность опровергла эту гипотезу: полная бутылка разбивалась при энергии 30 Дж, а пустая — при 40 Дж. В поисках объяснения экспериментаторы предположили, что все дело в газе, которым насыщено пиво, — от удара он вскипает и создает резко возрастающее давление. В принципе это предположение не лишено смысла. Многие хоть раз да становились жертвами невинного фокуса: по только что открытой бутылке пива снизу в донышко несильно бьют другой бутылкой, а затем сразу — ею же сверху по горлышку. В получившийся пенный фонтан может утечь до половины содержимого. Впрочем, есть и другое объяснение. Жидкость — вещество несжимаемое, поэтому малейшая деформация бутылки сразу порождает в ней напряжение, переходящее в разрушение.

В общем, выходит, что хоть полная бутылка и тяжелее, удар от нее менее сильный, поскольку она разобьется при меньшей нагрузке, чем пустая. Однако для участника диспута эти тонкости не так уж важны, ведь череп ломается при энергии удара от 14 до 68,5 Дж, в зависимости от того, в какую точку попал весомый аргумент. А стало быть, серьезные травмы можно нанести и пустой, и полной бутылкой. Собственно, это и хотели узнать законодатели, стремящиеся сделать пивную тару как можно меньше. Получается, что данная мера вполне оправданна — она не только сдерживает развитие алкоголизма через уменьшение потребления пенного напитка, но и смягчает последствия, если пива все же будет выпито достаточно для драки.

Разные разности
28.01.2023
Милосердный пожар
Команда исследователей из Университета Миссури изучила, как почва после лесного пожара, насыщенная д...
10.01.2023
Лед озадачивает
Почему горячая вода замерзает быстрее холодной? Как выяснили химики, секрет кроетс...
09.01.2023
Пишут, что...
…волнистая рябь на поверхности сосулек связана с наличием примесей в воде, из которой сосулька о...
19.12.2022
Пишут, что...
…бездействующая черная дыра в созвездии Змееносца примерно в 10 раз массивнее Солнца и расположе...