מקדם נפילה אפקטיבי

מתוך Climbing_Encyclopedia
גרסה מ־08:46, 5 בספטמבר 2010 מאת מיכה יניב (שיחה | תרומות)
(הבדל) → הגרסה הקודמת | הגרסה האחרונה (הבדל) | הגרסה הבאה ← (הבדל)
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

מקדם נפילה אפקטיבי (באנגלית: effective fall factor או real world fall factors) הוא מקדם הנפילה ה"אמיתי" שקובע את כוח הבלימה שיתפתח בזמן בלימה של נפילה. בחישוב של מקדם נפילה נהוג להתייחס לכל אורך החבל שבין אמצעי החיכוך של המאבטח ובין הרתמה של המטפס (הנופל). למעשה, לא כל החבל נמתח במידה שווה, בגלל החיכוך עם הסלע ובטבעות של הראנרים. יוצא, שמקדם החיכוך האפקטיבי תמיד גבוה יותר מזה התיאורטי, וכך גם כוח הבלימה.

האורכים לחישוב מקדם הנפילה

מקדם הנפילה מחושב, כזכור, כיחס בין אורך הנפילה לבין אורך החבל הנמתח בזמן הבלימה. אם נסמן את אורך הנפילה ב-[math]h[/math] ואת אורך החבל הנמתח בבלימה ב-[math]L[/math] נקבל כי מקדם הנפילה: [math]FF=\frac {h}{L}[/math]

יש כאן הנחה סמויה שכל אורך החבל נמתח במידה שווה.

בפועל, כמעט בכל נפילת הובלה החבל עובר דרך מספר ראנרים, ונוגע בסלע. כל נקודת מגע כזו מפעילה חיכוך על החבל בנקודת המגע, ומפריעה לו להימתח ו"לזרום" דרך הטבעות של הראנרים ועל הסלע. יוצא, שהחיכוך הזה מונע מהחבל לספוג את האנרגיה של הנפילה על כל אורכו במידה שווה. המשמעות היא שכוח הבלימה יהיה גדול יותר, כפי שהיה מתקבל עם מקדם נפילה גדול יותר.

הזויות בטבעות של הראנרים בהובלה

החיכוך הנוצר ממעבר החבל בטבעות בזמן נפילה בהובלה גורם לכך שעל קטעי חבל שונים יש מתיחות שונה. ברור, שאם הזוית בעגינה מסויימת חדה, לא רק שלמוביל יהיה דראג (חיכוך על הסלע ובטבעות), אלא גם שבמקרה של נפילה, זוית חדה בעצם "מפרידה" בין שני קטעי חבל. במקרה כזה, מקדם הנפילה כבר אינו מהווה הערכה טובה לכוח הבלימה מכיוון שלא כל החבל נמתח במידה שווה. נהוג לומר שבמקרים כאלה יש מקדם נפילה אפקטיבי, שהוא תמיד גדול יותר מזה התיאורטי, כלומר - כוח הבלימה גדול יותר והנפילה חמורה יותר. זה מורגש במיוחד בהפרש בין הכוח שמרגיש המטפס (כוח הבלימה) לבין הכוח שמרגיש המאבטח. הפרש זה יהיה כוח החיכוך המתפתח בכל הטבעות של כל הראנרים יחד. את הכוח הזה ניתן לחשב על ידי חיבור הזויות של החבל בכל העגינות והצבת הזווית הכללית בנוסחה:

[math]F_f=T_2(1-e^{\mu(180N-\alpha})\,\![/math]

כאשר:

  • [math]T_2[/math] הוא הכוח על המוביל הנופל
  • [math]\mu[/math] הוא מקדם החיכוך של החבל עם הטבעות
  • [math]N[/math] הוא מספר הראנרים במערכת
  • [math]\alpha[/math] סכום הזוויות בכל הראנרים

בלי לחשב, נראה שהחיכוך של המעבר בטבעות הוא זניח, אבל הוא לא. עניין זה מוסבר בפירוט במאמר בשם איך עובדים אמצעי חיכוך?, וכאן נסביר אותו בקצרה:

החיכוך של חבל העובר על מוט עגול (לא משנה באיזה קוטר) תלוי בטווח הזוויות של המגע של החבל סביב המוט. לצורך העניין, לחישוב החיכוך של חבל שעובר על טבעת מלמטה (כמו בטופ-רופ, למשל) הפרש הזוויות יהיה 180°.

כוח החיכוך הוא ההפרש בין המתיחויות בחבל בשני צידי הטבעת:

[math]F_f=T_2(1-e^{\mu(180N-\alpha})\,\![/math]

מכיוון שמקדם החיכוך קבוע, החיכוך תלוי בעיקר בזווית הכללית של המעבר בטבעות.

קריאה נוספת


תרמו לדף זה: מיכה יניב ואחרים...