Om man kommer upp i 10, 6 kN så måste man ha gjort något allvarligt fel...
Sprängkraft för kil vs friend
- Trådstartare Silvin
- Start datum
Låter som om det fanns en del obekanta apropå det där blocket, och jag vet inte hur man kom fram till 10,6 kN (som såg ut att bli 1,6 kN i just den ekvationen som visades).
Nåja, det är nog bra att fundera lite hemma över krafter och relationer, men att under klättring göra den typen av beräkningar eller direkt kvalificerade jämförelser är nog sällan aktuellt.
På bilden nedan är jag och en kamrat på väg till ett insteg. Det vi ägnade oss åt var enligt föraren scrambling. Vi var nog alltså lite offroute redan på anmarschen... Nåja, det var inte så stor risk för spräckta flakkanter, utan mer att det stenröse som väggen bestod av skulle falla ihop.
Jag klev på några block i början som försvann i ett moln, utför "slänten" vi gått uppför. Jag ville ogärna lägga säkringar i det som till största delen verkade LÖST. Det var vertikalt, men mycket lätt klättring, enda anledningen att falla var ju att det man stod på kunde rasa... vilket inte direkt inbjöd till att lägga säkringar. Samtidigt kunde vi konstatera att säkringsmannen inte satt fast, så föll jag så föll vi nog båda. Med många stenar - eller färre stenar.
Jag klättrade alltså en bra bit innan jag tyckte att det nog ändå var så mycket sten travat, och tillräckligt tätt för att det skulle vara nån vits med en säkring. Den syns på bilden.
Allt gick bra, men även om jag funderade fram och tillbaka var det nog mest i termer om vad som var bättre eller sämre. Newton var liksom inte en enhet som var med i resonemanget.
I ett mer utsatt läge, med svårare och tyngre klättring är förstås den rent analytiska förmågan troligen ännu mer satt på undantag.... Det mesta blir liksom lite mer binärt.
Nåja, det är nog bra att fundera lite hemma över krafter och relationer, men att under klättring göra den typen av beräkningar eller direkt kvalificerade jämförelser är nog sällan aktuellt.
På bilden nedan är jag och en kamrat på väg till ett insteg. Det vi ägnade oss åt var enligt föraren scrambling. Vi var nog alltså lite offroute redan på anmarschen... Nåja, det var inte så stor risk för spräckta flakkanter, utan mer att det stenröse som väggen bestod av skulle falla ihop.
Jag klev på några block i början som försvann i ett moln, utför "slänten" vi gått uppför. Jag ville ogärna lägga säkringar i det som till största delen verkade LÖST. Det var vertikalt, men mycket lätt klättring, enda anledningen att falla var ju att det man stod på kunde rasa... vilket inte direkt inbjöd till att lägga säkringar. Samtidigt kunde vi konstatera att säkringsmannen inte satt fast, så föll jag så föll vi nog båda. Med många stenar - eller färre stenar.
Jag klättrade alltså en bra bit innan jag tyckte att det nog ändå var så mycket sten travat, och tillräckligt tätt för att det skulle vara nån vits med en säkring. Den syns på bilden.
Allt gick bra, men även om jag funderade fram och tillbaka var det nog mest i termer om vad som var bättre eller sämre. Newton var liksom inte en enhet som var med i resonemanget.
I ett mer utsatt läge, med svårare och tyngre klättring är förstås den rent analytiska förmågan troligen ännu mer satt på undantag.... Det mesta blir liksom lite mer binärt.
men.. jag tror det är fel på uträkningen tidigare.
om normalkraften från kammen (Fk) är ca 2ggr fallkraften (Ff), och blocket stretar emot så ini uMg, så behöver
M > 2Ff/(ug), där u är någon okänd friktionskoefficient, som förmodligen är mindre än 1.
en fallbelastning om 10kN på kammen kräver alltså att blockets massa är större än
2000/u kg för att det ska stå pall.
om man skulle gissa på u= 0,8 så måste M > 2500 kg, alltså ett en kubikmeters granitblock.
eller rimligare, Ff = 6kN => M > 1200/u kg
vilket ger M > 1500 kg, dvs för granit motsvara ett block om 0,6 kbm, t.ex. en kub med 85 cm sida.
rimligt? det vore intressant att få höra om det verkar ligga i rätt härad, i alla fall, av nån som har erfarenheter från verkligheten.
(eller om jag räknar fel)
räkna lär man ju inte göra ute, som sagt, men det som vore händigt att ha med sig är någon slags uppfattning om storleksordningar.
om normalkraften från kammen (Fk) är ca 2ggr fallkraften (Ff), och blocket stretar emot så ini uMg, så behöver
M > 2Ff/(ug), där u är någon okänd friktionskoefficient, som förmodligen är mindre än 1.
en fallbelastning om 10kN på kammen kräver alltså att blockets massa är större än
2000/u kg för att det ska stå pall.
om man skulle gissa på u= 0,8 så måste M > 2500 kg, alltså ett en kubikmeters granitblock.
eller rimligare, Ff = 6kN => M > 1200/u kg
vilket ger M > 1500 kg, dvs för granit motsvara ett block om 0,6 kbm, t.ex. en kub med 85 cm sida.
rimligt? det vore intressant att få höra om det verkar ligga i rätt härad, i alla fall, av nån som har erfarenheter från verkligheten.
(eller om jag räknar fel)
räkna lär man ju inte göra ute, som sagt, men det som vore händigt att ha med sig är någon slags uppfattning om storleksordningar.
Bilagor
Men det gjorde det väl inte? Jag tar den igen:
80kg x 9,82 x 2 = c:a 10,6 kN (1600 kilo).
Baserat på:
Människa väger c:a80 kg.
Faller c:a en sekund, vilket motsvarar c:a 10 meter med gällande gravitation.
Kamsäkringen skulle då utverka en kraft motsvarande 2 gånger dragkraften, vilket i mitt mycket grova exempel skulle bli 1600 kilo.
Nota Bene då att INGEN hänsyn tagits till friktionen i säkringen samt all dynamik i systemet (som bara gör fallet mjukare, alltså är vi på rätt sida mariginalen).
Lobos uträkning ser ut att stämma, fin är den också, men som jag sa var mitt exempel ett grovt sådant. Och på rätt sida mariginalen. Men hade det där blocket på 1 m3 varit löst, hade jag nog inte gått 10 meter runout och sen ramlat i kammen. Helst.
Dock tycker jag ändå att det blocket, MED friktionskraften inräknad, borde behöva STÖRRE kraft än 2500 kg för att flytta sig, inte mindre.
Men jag är ingen fysiker..
EDIT: Mezzner: Läcker bild. Vill ut i bergen direkt, fastän att det är becksvart ute.
Om man faller i en sekund så kommer man upp i typ 9,8 m/s.
Så därför hinner man ju inte 10 m på en s, utan snarare hälften.
Jag vet inte varifrån tvåan i ekvationen kommer ifrån, men om man nu anser att den står för dubbla statiska lasten så är den 80kgx9,82 m/ss dvs ungefär 0,8 kN. Dubbla det, så blir det alltså 1,6 kN (eller tyngden av 160 kg, eller för all del 160 kP).
10,6 kN antar jag är ett skrivfel?
För att få reda på dragkraften i säkringen så tror jag att det är bäst att utgå från fallfaktor osv.
Att sedan komma fram till om ett block rör sig, om säkringen släpper, och om blocket faller ned beror ju på ganska mycket mer. Det är ju ett i högsta grad dynamiskt förlopp, och man kan ju tänka sig att blocket tippar. Det kan tippa både utåt och inåt beroende på var säkringen är placerad.
Med utgångspunkt från allt detta så blir det lite svårt att få ihop det för mig, men viss går det väl att gå vidare med diverse antaganden, så kommer man i alla fall fram till något påstående.
Så därför hinner man ju inte 10 m på en s, utan snarare hälften.
Jag vet inte varifrån tvåan i ekvationen kommer ifrån, men om man nu anser att den står för dubbla statiska lasten så är den 80kgx9,82 m/ss dvs ungefär 0,8 kN. Dubbla det, så blir det alltså 1,6 kN (eller tyngden av 160 kg, eller för all del 160 kP).
10,6 kN antar jag är ett skrivfel?
För att få reda på dragkraften i säkringen så tror jag att det är bäst att utgå från fallfaktor osv.
Att sedan komma fram till om ett block rör sig, om säkringen släpper, och om blocket faller ned beror ju på ganska mycket mer. Det är ju ett i högsta grad dynamiskt förlopp, och man kan ju tänka sig att blocket tippar. Det kan tippa både utåt och inåt beroende på var säkringen är placerad.
Med utgångspunkt från allt detta så blir det lite svårt att få ihop det för mig, men viss går det väl att gå vidare med diverse antaganden, så kommer man i alla fall fram till något påstående.
Jag hittade just denna artikel på UIAAs hemsida. Skriven 2009 av Lionel Kiener för UIAA.
Den handlar om karbinstyrka, men är ganska intressant ändå eftersom att den nämner ett tal som är mycket lägre än vad jag tidigare sett:
Dynamic tests were performed on karabiners 20 years ago by the UIAA Safety Commission. The
dynamic test is made with the karabiner attached to a fixed point. A rope passes through the
karabiner. The first end of the rope is attached near the karabiner and a mass is attached at the
other end. The mass is dropped for nearly twice the length of the rope in order to have a high-fall
factor. This high-fall factor simulates a hard fall, such as when a climber falls five metres in a
runner, which is placed a little bit above the belay.
Karabiners never break when tested with a free falling mass.
A real climbing fall has a maximum force of 5kN. This value is less than half of the maximum force
obtained with a guided mass. The difference is explained by the "elasticity" of the climber –the
body absorbs some fall energy. The falling climber is also free to move laterally and induce less
vibrations and a soft rope braking from the belayer. This maximum force does not create enough
vibrations to open the gate.
Den handlar om karbinstyrka, men är ganska intressant ändå eftersom att den nämner ett tal som är mycket lägre än vad jag tidigare sett:
Dynamic tests were performed on karabiners 20 years ago by the UIAA Safety Commission. The
dynamic test is made with the karabiner attached to a fixed point. A rope passes through the
karabiner. The first end of the rope is attached near the karabiner and a mass is attached at the
other end. The mass is dropped for nearly twice the length of the rope in order to have a high-fall
factor. This high-fall factor simulates a hard fall, such as when a climber falls five metres in a
runner, which is placed a little bit above the belay.
Karabiners never break when tested with a free falling mass.
A real climbing fall has a maximum force of 5kN. This value is less than half of the maximum force
obtained with a guided mass. The difference is explained by the "elasticity" of the climber –the
body absorbs some fall energy. The falling climber is also free to move laterally and induce less
vibrations and a soft rope braking from the belayer. This maximum force does not create enough
vibrations to open the gate.
Det "faktum" att grindar kan vibrera kommer väl också från nån källa, men det kanske är lite mer osäkert vilken...
Utöver det kan ju grindar öppnas genom att de kommer i kontakt med klippor eller hängare.
Sen är det ju inga klätterkarbiner som inte tål 5 kN med öppen grind - så då faller resonemanget med att öppna grindar skulle vara ett problem.
Samtidigt finns det ju faktiska exempel där karbiner har gått sönder. Det för oss svenskar mest kända fallet är väl när Göran Kropp föll till sin död.
5 kN är ju relativt lågt och fint, och det räcker väl inte med alla småkilar, men ganska många klarar i alla fall 5 kN och de allra flesta fallen medför väl betydligt lägre kraft, varför kanske 3-4 kN räcker nästan jämt...
Utöver det kan ju grindar öppnas genom att de kommer i kontakt med klippor eller hängare.
Sen är det ju inga klätterkarbiner som inte tål 5 kN med öppen grind - så då faller resonemanget med att öppna grindar skulle vara ett problem.
Samtidigt finns det ju faktiska exempel där karbiner har gått sönder. Det för oss svenskar mest kända fallet är väl när Göran Kropp föll till sin död.
5 kN är ju relativt lågt och fint, och det räcker väl inte med alla småkilar, men ganska många klarar i alla fall 5 kN och de allra flesta fallen medför väl betydligt lägre kraft, varför kanske 3-4 kN räcker nästan jämt...
Med rik för tråddrift...
Artikeln som jag länkade till är väl ett svar på ETHZs artikel som lyfter fram öppna grindar som ett problem.
Artikeln som jag länkade till är väl ett svar på ETHZs artikel som lyfter fram öppna grindar som ett problem.
Varning!!!!
Jag vill varna för att dra slutsatser om den här diskussionen, då jag har en tämligen säker att tänkandet är fel. Jag har dock inte kontrollerat det mot "högre" makter, utan går bara på kombinationen av den gamla visdomen om sprängkraft, egna erfarenheter OCH mina 20 år gamla kunskaper som civilingenjör.
Om inte jag tar fel spelar friktionen INGEN som helst roll för en kil. Berget är i princip oelastiskt varför det som avgör om kilen sitter kvar eller inte i en kilformad spricka är bergets hållfasthet samt aluminiumets hållfasthet. Håller de spelar det ingen roll om du teflonbehandlat och oljat in en KIL-formad spricka - det är fortfarande berg eller aluminium som måste deformeras. Jämför gärna med de säkringar som rippat – har kilen eller berget deformerats (typ REP-märken) - eller är berg och kil oskadade, alternativt visar blanka GLID-märken (vilket skulle vara fallet om friktionen släppt).
Kamkilen (Friend) är dock ett annorlunda hjälpmedel då kammarna kan röra sig. Det innebär att det som håller kammarna kvar i sprickan är friktion. Låt oss anta perfekt friktion, dvs 1, då blir kraften som hindar oss från att falla densamma som normalkraften FN. Tittar vi nu på Wikis bild så ser vi en triangel där kamvinkeln finns med och att kraften som kammen påverkar berget med alltså är F=FNcosq. Det här innebär att kamkilen OUNDVIKLIGEN ger en större kraft än en kil (som alltid verkar i normalkraftens riktning. Lägger du här till att friktionen normalt inte är perfekt, så krävs en ännu större kraft från kamkilen.
Det här innebär att den gamla visdomen är sann; vid ömtåliga placeringar är en kil bättre än en hexa som är bättre än en kamkil. Och det stämmer med hur skadorna på mina rippade säkringar ser ut. Den enda kamkil som rippat för mig (endast tre kammar och vridd placering) har tydliga blanka glidmärken medans kilarna har repmärken/deformerats eller klippan skadats.
Take care out there.
Jag vill varna för att dra slutsatser om den här diskussionen, då jag har en tämligen säker att tänkandet är fel. Jag har dock inte kontrollerat det mot "högre" makter, utan går bara på kombinationen av den gamla visdomen om sprängkraft, egna erfarenheter OCH mina 20 år gamla kunskaper som civilingenjör.
Om inte jag tar fel spelar friktionen INGEN som helst roll för en kil. Berget är i princip oelastiskt varför det som avgör om kilen sitter kvar eller inte i en kilformad spricka är bergets hållfasthet samt aluminiumets hållfasthet. Håller de spelar det ingen roll om du teflonbehandlat och oljat in en KIL-formad spricka - det är fortfarande berg eller aluminium som måste deformeras. Jämför gärna med de säkringar som rippat – har kilen eller berget deformerats (typ REP-märken) - eller är berg och kil oskadade, alternativt visar blanka GLID-märken (vilket skulle vara fallet om friktionen släppt).
Kamkilen (Friend) är dock ett annorlunda hjälpmedel då kammarna kan röra sig. Det innebär att det som håller kammarna kvar i sprickan är friktion. Låt oss anta perfekt friktion, dvs 1, då blir kraften som hindar oss från att falla densamma som normalkraften FN. Tittar vi nu på Wikis bild så ser vi en triangel där kamvinkeln finns med och att kraften som kammen påverkar berget med alltså är F=FNcosq. Det här innebär att kamkilen OUNDVIKLIGEN ger en större kraft än en kil (som alltid verkar i normalkraftens riktning. Lägger du här till att friktionen normalt inte är perfekt, så krävs en ännu större kraft från kamkilen.
Det här innebär att den gamla visdomen är sann; vid ömtåliga placeringar är en kil bättre än en hexa som är bättre än en kamkil. Och det stämmer med hur skadorna på mina rippade säkringar ser ut. Den enda kamkil som rippat för mig (endast tre kammar och vridd placering) har tydliga blanka glidmärken medans kilarna har repmärken/deformerats eller klippan skadats.
Take care out there.
Men hallå, om vi först bestämmer oss för att sprickor för kilar är oelastiska och oförstörbara, och att friktionen inte spelar roll så är det ju ett specialfall. I det läget behöver vi inte heller för kamkilen bry oss om att klippan kan fjädra och även gå sönder (typiskt flakkant).
Teoretiskt så skulle ju kilen kunna sitta kvar rent formbetingat om friktionskoefficienten vore noll - men det stämmer ju inte med verkligheten. I verkligheten finns det förstås friktion i båda fallen och i båda fallen måste man ju anse att det är samma normalkraft mot klippan som skulle kunna leda till att klippan går sönder. Om klippan inte går sönder, utan att det är säkringen som går sönder - fine - då är det märklasten vi har uppnått mer eller mindre.
Även en kamsäkring kan förstås sitta kvar formbetiingat i en kilformad spricka, och även i det omöjliga fallet där friktionen är noll.
Det är ju på sätt och vis fel att jämföra en parallell spricka med en kamsäkring, resp en kilformat spricka med en kil, men det kan ju samtidigt vara lite lömskt att bortse från det faktum att man just brukar använda resp säkring i just sådana sprickor. Huvudsaken är väl att man har klart för sig på vilket sätt man jämfört och hur man uttrycker sig utifrån det.
Teoretiskt så skulle ju kilen kunna sitta kvar rent formbetingat om friktionskoefficienten vore noll - men det stämmer ju inte med verkligheten. I verkligheten finns det förstås friktion i båda fallen och i båda fallen måste man ju anse att det är samma normalkraft mot klippan som skulle kunna leda till att klippan går sönder. Om klippan inte går sönder, utan att det är säkringen som går sönder - fine - då är det märklasten vi har uppnått mer eller mindre.
Även en kamsäkring kan förstås sitta kvar formbetiingat i en kilformad spricka, och även i det omöjliga fallet där friktionen är noll.
Det är ju på sätt och vis fel att jämföra en parallell spricka med en kamsäkring, resp en kilformat spricka med en kil, men det kan ju samtidigt vara lite lömskt att bortse från det faktum att man just brukar använda resp säkring i just sådana sprickor. Huvudsaken är väl att man har klart för sig på vilket sätt man jämfört och hur man uttrycker sig utifrån det.
att överhuvudtaget diskutera sprängverkan är ju bara relevant om berget kan ge vika, och då vidgas definitionsmässigt utrymmet runt kilen och den rör sig under friktion.
för mig är en sån här yvig analys ett sätt att belysa området ganska förutsättningslöst - även galna infall kan ge insikter - för att sen koka ner det till något som man har praktisk nytta av på fältet.
man får inte bli för stirrig av att ju mer man lär sig om något, desto mer inser man hur litet man egentligen vet.
det som är användbart är att kunna göra bedömningar baserade på att man förstår modellerna - med deras styrkor och svagheter - och då krävs det att man har grottat litet i detaljerna för att kunna sila ut det som är viktigast.
för mig är en sån här yvig analys ett sätt att belysa området ganska förutsättningslöst - även galna infall kan ge insikter - för att sen koka ner det till något som man har praktisk nytta av på fältet.
man får inte bli för stirrig av att ju mer man lär sig om något, desto mer inser man hur litet man egentligen vet.
det som är användbart är att kunna göra bedömningar baserade på att man förstår modellerna - med deras styrkor och svagheter - och då krävs det att man har grottat litet i detaljerna för att kunna sila ut det som är viktigast.
Liknande trådar
Liknande trådar
Vandrat på ett platåberg? Upptäck Billingens unika landskap!
Njutvandra året om i fantastisk natur med böljande sluttningar och dramatiska klippavsatser – bara ett stenkast från Skövdes centrum.
Få Utsidans nyhetsbrev
- Redaktionens lästips
- Populära trådar
- Aktuella pristävlingar
- Direkt i din inkorg