Фізика отримання удару в обличчя бейсбольним м’ячем

click fraud protection

Минулого тижня дитину доставили до лікарні після того, як на стадіоні Yankee Stadium їй в обличчя вдарився м'яч. Інцидент потрапив у заголовки газет через тяжкість травм молодого фаната, але не був унікальним. Щороку приблизно 1700 вболівальників отримують травми від м’ячів та зламаних бит на бейсбольних іграх, і ця маленька дівчинка була щонайменше третьою людиною, яка постраждала на стадіоні Yankee Stadium. Інцидент відновив заклики до стадіонів продовжити термін їх дії захисна сітка. Команди починають це робити, розумний крок, який неминуче спричинить негативну реакцію. Перш ніж ми туди потрапимо, корисно зрозуміти, що означає потрапити під бейсбольний м’яч.

Що саме відбувається, коли шкіряна куля відлітає від кажана і потрапляє на ваше обличчя? Чому ці об’єкти такі небезпечні, і що вони роблять з тисячами людей, на яких вони впливають? Це не невимовні чи навіть незрозумілі питання. Є відповіді.

Спочатку трохи фізики

Бейсбольні м’ячі вищої ліги мають середню масу 0,32 фунта (або 0,1451496 кг),

Популярна механіка запевняє нас, і залиште биту зі швидкістю 110 миль/год (або 49,17 м/с). Вірте чи ні, але це приблизно вся інформація, яка нам потрібна, щоб оцінити кінетичну енергію бейсбольного м’яча, коли він рухається до вашого нічого не підозрює обличчя. Кінетична енергія, як ви пам’ятаєте з уроку фізики в старшій школі, дорівнює ½ маси об’єкта, помноженій на його швидкість (для наших цілей ми можемо використовувати вагу кулі як масу, а швидкість кулі як швидкість). Це дає нам приблизно 175 джоулів кінетичної енергії, або приблизно стільки ж, скільки Fiat 500 рухається зі швидкістю одну милю на годину.

Перший закон руху Ньютона говорить нам, що для того, щоб такий об’єкт, як бейсбольний м’яч (або Fiat, чи куля), зупинився, він повинен віддати всю свою енергію іншому об’єкту. Іншими словами, якщо м’яч кричить від битої, вдарить вас по обличчю і зупиниться, ваше обличчя просто поглинуло 175 джоулів енергії.

Тепер, коли Fiat зі швидкістю 1 миля на годину вас косить, може бути принизливим, але це звучить не так погано. Те, що робить удар бейсбольним м’ячем в обличчя набагато більш травматичним, так це те, що область контакту — ваше обличчя — мала, як і бейсбольний м’яч. Це означає, що, коли ви берете лінійний привод у грані, всі 175 джоулів енергії поглинаються в одну кулькову пляму. У певному сенсі це може бути навіть більш травматичним, ніж збити автомобіль, тому що значна частина вашого тіла поглинає зіткнення автомобіля. Тут немає нічого, крім вашого обличчя, щоб витримати основний тягар цього.

Ці ж принципи пояснюють, чому кулі так добре вбивають. Вони невеликі та легкі, але рухаються з неймовірною швидкістю і змушують одну невелику ділянку тканини поглинати всю їхню енергію.

хлопчика вдарив бейсбол

Чому ви дійсно не хочете отримати удар по обличчю

Все вищесказане стосується кожного разу, коли вас вдарить бейсбольний м’яч. Але коли вас вдарять по обличчю, як ту маленьку дівчинку на стадіоні Янкі, негативні наслідки посилюються. Перш за все, ваше обличчя сповнене того, що називається тверда щільна тканина — у вас на обличчі багато кісток, а не багато органів з щільністю води (печінка, м’язи) чи органів з щільністю повітря (легені, кишечник). Це погана новина, коли бейсбольний м’яч б’є (або фолує), тому що чим щільніше тканина, тим більше частинок потрапляє рухомий об’єкт і тим більша кількість енергії обмінюється. І є також питання гальмівного шляху — оскільки тканина на вашому обличчі щільна, «віддачі» майже немає. М'яч негайно зупиняється. Різниця в пошкодженні схожа на різницю між вбиттям автомобіля в гору подушок і цегляну стіну. Завдяки цегляній стіні ваш автомобіль розряджає всю свою енергію відразу. З подушками він розряджає його потроху.

Крім того, ваше обличчя знаходиться прямо перед досить важливим органом — вашим мозком. Коли щось вдаряється в обличчя, кістка на обличчі стискається, і саме тут з’являються синці та переломи. Але потім, після того, як череп перестає рухатися у відповідь на енергію м’яча, мозок продовжує рухатися в тому ж напрямку і притискається до черепа. На високій швидкості, як у автокатастрофах, це може спричинити розтягнення тканин мозку та кровоносних судин або навіть крововилив.

Тому, коли бейсбольний м’яч вдаряє вас по обличчю, травма починається з простого удару по лицьовій кістці, але може швидко перерости в пряму травму мозку. І це не єдина складність.

Які травми бачать лікарі

Ваше обличчя — це не лише щит перед вашим мозком, і не просто цегляна стіна, яка поглинає джоулі невідповідної енергії. Це також місце, де ви тримаєте очі, пазухи та рот. The Американська академія отоларингології говорить, що, коли м’яч потрапляє у верхню частину обличчя, він може зламати ніжні кістки навколо пазух і очних западин, що іноді призводить до втрати зору. Коли м’яч потрапляє в нижню частину обличчя, це може змінити розташування вашої щелепи або зламати зуби. Травми носа можуть бути одними з найсерйозніших, особливо якщо вони призводять до утрудненого дихання.

Тож як ми можемо сподіватися захистити себе та своїх дітей? Перший крок – це вимоги вищих стандартів безпеки на бейсбольних стадіонах або, принаймні, вибір місця за захисною сіткою. Але коли трагедія все-таки сталася, найголовніше – це негайно звернутися за медичною допомогою, пише AAO. «Коли трапляється нещасний випадок, ваша реакція може змінити між тимчасовими незручностями та постійними травмами».

Ваш тато ненавидить це ім’я, яке ви дали його онукові

Ваш тато ненавидить це ім’я, яке ви дали його онуковіРізне

Згідно з новим опитуванням, кожен п’ятий дідусь і бабуся ненавидить імена своїх онуків. Двадцять вісім відсотків респондентів сказали, що це ім'я відверто потворне, 17 відсотків вважають, що назва ...

Читати далі
Як батьки можуть бути феміністськими зразками для наслідування для своїх дітей

Як батьки можуть бути феміністськими зразками для наслідування для своїх дітейРізне

Якщо ви звертали увагу на новини, то цілком очевидно, що патріархальний клуб старих хлопців живий і здоровий. І навіть якщо ти не вступайте в «роздягальні розмови», щоб ваші діти визнали гендерну р...

Читати далі

Найкращі місця для роботи для тат, 2021Різне

Fatherly і Scary Mommy з гордістю представляють Parents@Work, спільну ініціативу, покликану допомогти організаціям набирати, утримувати та підтримувати працівників з дітьми. На основі строгих крите...

Читати далі