Базова фізика: Чому iPhone цілий після падіння з літака, але може розбитися, випавши з рук

Інцидент з літаком Boeing 737 Max 9 авіакомпанії Alaska Airlines, у якого на висоті 4,9 кілометри відвалилися двері, сам по собі став сенсацією, про яку говорили усі ЗМІ, передають Патріоти України.

Але тоді трапилося ще дещо дивовижне, що не залишилося поза увагою – з того ж літака випав iPhone, який вцілів після падіння на землю. І хоча це звучить малоймовірно і досить вражаюче, звичайні закони фізики, плюс трохи удачі, цілком передбачають такий результат.

Фізик з Університету Південно-Східної Луїзіани (США) Ретт Аллейн пояснив, як саме сталося таке диво, а також, чому для такого смартфону немає різниці, чи падіння відбудеться зі 100 метрів чи декількох кілометрів.

Стійкість сучасних телефонів частково можна пояснити тим, що екрани смартфонів вдосконалюються протягом багатьох років. Але вони все ще часто розбиваються, просто випадаючи з незграбних рук, тому чути про успішне падіння майже з 5 кілометрів – та ще дивина.

Як підрахував Аллейн, при падінні з висоти 1,2 метри смартфон вдариться об землю на швидкості близько 16 кілометрів на годину. В той же час внаслідок падіння з висоти 4,9 км швидкість сягне 96 км/год. Очевидно, що відбувається якесь непропорційне зростання швидкості до висоти. Але для цього є наукове пояснення.

Фізик пояснив, що після певної кількості метрів, уже немає значення, з якої висоти впаде предмет, оскільки в певний момент він припинить прискорення.

Це відбувається внаслідок того, що опір повітря, яке штовхатиме об’єкт вгору, досягне тієї ж величини, що і сила земного тяжіння, яка тягне об'єкт вниз. Таким чином об'єкт перестане прискорюватися і падатиме з постійною (або ж кінцевою) швидкістю. Тут усе залежить від ваги самого об’єкту.

Якщо говорити, наприклад, про iPhone 11, то, за підрахунками Аллейна, смартфон припинить прискорюватися уже після близько 100 метрів падіння. Тож нема різниці, чи скинути смартфон з 4,9 кілометрів чи зі 100 метрів – його кінцева швидкість буде однаковою.

Але справа не лише у висоті падіння, але у й зупинці. Тобто багато в чому виживання телефону залежатиме від того, на що він приземлиться. З фізичної точки зору, матеріал приземлення є важливим, оскільки він змінить тривалість удару."Чим довше триває удар, тим менша його сила", – пояснив Аллейн.

Для прикладу – падіння телефону на подушку призведе до того, що вона стиснеться і подовжить момент зіткнення. Натомість падіння на бетон уже матиме сумний результат через відсутність будь-якої амортизації: удар буде дуже коротким, оскільки телефон сповільниться практично весь одразу, і матиме велику силу.

У випадку з iPhone, який випав з літака, найімовірніше фактор удачі врятував телефон. На оприлюднених фото видно, що смартфон знайшли при дорозі в місцевості з великою кількістю високих кущів.

Аллейн припускає, що вони і стали тією амортизаційною подушкою. "Щоразу, коли він торкається різних частин куща, він трохи сповільнюється. Час удару буде більшим, ніж якби ви впустили телефон на кухонну підлогу", – пояснив вчений.

Зі свого боку директор Центру інновацій зі скла в Університеті Альфреда (США) Коллін Вілкінсон також пояснив, що важливо й те, як саме впав телефон. За його словами, якщо шматок скла падатиме пласкою стороною донизу і приземлиться рівно, "він не повинен розбитися, незважаючи ні на що", оскільки сила падіння розподілиться по всьому склу.

Але якщо смартфон впаде під кутом, чи вдариться об камінчик, існує вірогідність, що на дуже маленьку точку буде здійснено великий тиск і внаслідок цього екран можуть вкрити тріщини.

Так відбувається, оскільки у склі є маленькі дефекти, які є потенційними точками, "де можуть початися тріщини". Саме над тим, аби прибрати ці дефекти зараз працюють різноманітні вчені.