Pytanie od scenarzysty

[Elea]

Witam społeczność Astropolis,

Trafiłam na stronę szperając w Necie, w poszukiwaniu odpowiedzi na teoretyczny problem, jaki wymyśliliśmy sobie w zespole scenarzystów, układając jeden w wątków  scenariusza. Film jest obyczajowy, ale chcieliśmy nieco "nieba  dla widzów na gwiazdkę" i postanowliśmy "zrzucić im" na dom meteoryt (nie za duży, żeby uszkodził dom, ale nie zrównał go z ziemią.) Problem bohaterów miał polegać na  kłopotach z wypłatą odszkodowania - bo nie wszystkie towarzystwa ubezpieczeniowe uznają taką przyczynę  zniszczeń w domu - jak meteoryt.  Początkowe zmartwienie zamienia się w radość, gdy się okazuje, że gość z kosmosu jest bardzo  cenny i "pokryje" koszty napraw czy remontu. 

Moje pytanie jest takie:  Gdyby meteoryt miał ok.  1,5 - 2 kg - jakie szkody, hipotetycznie, mógłby wyrządzić w dwukondygnacyjnym budynku  pokrytym blaszanym dachem (taki właśnie  "gra" w filmie). Przeszedłby przez wszystkie kondygnacje (pod kątem oczywiście)? Czy raczej zatrzymałby się na strychu?   I czy  mógłby wywołać pożar ?- Wolelibyśmy, żeby nie wywoływał, ale uszkodził np. instalację elektryczną. Czy ktoś mógłby podsunąć jakieś sugestie - jak takie zniszczenia by wyglądały? Nie jesteśmy specjalistami w tej dziedzinie... wrecz przeciwnie :), ale nie chcemy mówić rzeczy, które kompletnie mijałyby się z  rzeczywistoscią... Jeśli ktoś może podrzucić jakieś sugestie... będę wdzięczna.  Pozdrawiam wszystkich, którzy zajrzą do mojego wpisu .

Ela 

 

[Gość na chwilę]

Myślę że nie będzie w tym grama przesady, jeśli napiszę że energia uderzenia takiej 1-2 kg "bryłki" rozbiła by ten budynek w puch.

Oczywiście to zależy od wielu czynników - kąta upadku, konstrukcji budynku- ale z pewnym marginesem błędu- niewiele by z niego zostało.

Sadzę że koledzy teoretycy zaraz wyliczą, jaka to energia wyzwoli się przy takim upadku a nawet porównają ją do ekwiwalentnej ilości TNT

Edytowane 19 Października 2022 przez Gość na chwilę

[WojtasSP320]

Znalazłem taką historię (ile w niej prawdy nie wiem, ale może stanowić punkt zaczepienia):

 

https://nypost.com/2020/11/18/rare-meteorite-worth-2-million-crashes-through-mans-roof/

 

Mowa tu o meteorycie o wadze 4.5 funta czyli coś właśnie koło 2kg.

Edytowane 19 Października 2022 przez WojtasSP320

[Lolly09]

 

Myślę, Gość na chwilęże dobrze. I nic nie zostanie z budynku. Chociaż musisz wszystko obliczyć, a następnie wyciągnąć wnioski

[Elea]

Bardzo dziękuję, zaraz się wgłębię w ten link!

[ko20]

2 minutes ago, Elea said:

Bardzo dziękuję, zaraz się wgłębię w ten link!

Czy społeczność astropolis zostanie wymieniona w napisach po filmie jako konsultant kreatywny

[Gość na chwilę]

Mały off:

Być może niektórzy pamiętają taki serial "Przystanek Alaska"?

Tam w jednym z odcinków myśliwy z alaskańskiej tundrze ginie trafiony przez satelitę

Tak skutecznie, że grabarz musiał specjalna trumnę wykonać, a i tak miała dziurki przez które wystawały anteny satelity

Prawda czasu, prawda ekranu

[bartolini]

Był przypadek w USA - meteoryt przebił dach i wpadł do łóżka

Meteorite Crashes Through Ceiling and Lands on Woman’s Bed - The New York Times (nytimes.com)

 

I jeszcze ciekawszy - meteoryt trafił w samochód:

Car hit by meteorite in Peekskill to head to Paris (lohud.com)

[Przemo23]

 

32 minuty temu, bartolini napisał:

Był przypadek w USA - meteoryt przebił dach i wpadł do łóżka

To było w Kandzie:

Jest to dobrze udokumentowane na tej stronie:

https://karmaka.de/?p=28909

[wimmer]

A ja myślę, że jeśli meteoryt "wyhamuje" w atmosferze, to może potem spadać swobodnie i bryła 5-10 kilogramów wyrwałaby dziurę w dachu suficie i podłodze na piętrze i wyrządziłaby zniszczenia na parterze, ale wcale nie zniszczyłaby budynku.
Z resztą w linkach podanych przez kolegów są opisane takie przypadki.

[ko20]

47 minutes ago, wimmer said:

A ja myślę, że jeśli meteoryt "wyhamuje" w atmosferze, to może potem spadać swobodnie i bryła 5-10 kilogramów wyrwałaby dziurę w dachu suficie i podłodze na piętrze i wyrządziłaby zniszczenia na parterze, ale wcale nie zniszczyłaby budynku.
Z resztą w linkach podanych przez kolegów są opisane takie przypadki.

Taki meteoryt lleci ze sporą prędkością. Dach zrobiony z jakiejś deski, łatwo pękającej dachówki, kawałka wełny szklanej, karton gipsu nie stanowi dla niego problemu. Przejdzie jak przez masło, robiąc tylko dziurę. Ale jakby walnął pod kątem trafił w ściane nośną, potem w jakiś strop żelbetowy to mógłby naruszyć konstrukcję nośną takiego budynku. Ale pewnie byłby większy niż 2kg.

Internet podpowaida jeszcze taką listę. PRzy czym większość przypadków jest z hameryki, a jak oni tam domy budują to chyba wszyscy wiedzą ?

 

• 1938 - a small meteorite crashed through the roof of a garage in Illinois

• 1954 - A 5kg meteorite fell through the roof of a house in Alabama.

• 1992 - A small meteorite demolished a car near New York City.

• 2003 - A 20 kg meteorite crashed through a 2 story house in uptown New Orleans

• 2003 - A shower of meteorites destroyed several houses and injured 20 people in India

Wiec jakby solidnie miał rozwalić budynek optował bym za masą ~20kg niż 2kg.

 

Jakieś poważniejsze opracowania które podają energię impaktu i spodziewane zniszczenia zaczynają się od meteorytów idących w dzisiątki metrów i możliwości poczynienia szdkód na obszarze miasta. 

Edytowane 19 Października 2022 przez ko20

[Maro21]

Jak w dom walnie meteoryt to nie jest potrzebne odszkodowanie . Wartość kamyka powinna zrekompensować straty materialne.

Edytowane 19 Października 2022 przez Maro21

[Krzysztof_K]

Dzień dobry. Nie trzeba szukać daleko po świecie, mamy taki przypadek w naszym kraju:

http://wiki.meteoritica.pl/index.php5/Sołtmany

[Gość na chwilę]

26 minut temu, ko20 napisał:

Taki meteoryt lleci ze sporą prędkością. Dach zrobiony z jakiejś deski, łatwo pękającej dachówki, kawałka wełny szklanej, karton gipsu nie stanowi dla niego problemu. Przejdzie jak przez masło, robiąc tylko dziurę. Ale jakby walnął pod kątem trafił w ściane nośną, potem w jakiś strop żelbetowy to mógłby naruszyć konstrukcję nośną takiego budynku. Ale pewnie byłby większy niż 2kg.

Internet podpowaida jeszcze taką listę. PRzy czym większość przypadków jest z hameryki, a jak oni tam domy budują to chyba wszyscy wiedzą ?

 

• 1938 - a small meteorite crashed through the roof of a garage in Illinois

• 1954 - A 5kg meteorite fell through the roof of a house in Alabama.

• 1992 - A small meteorite demolished a car near New York City.

• 2003 - A 20 kg meteorite crashed through a 2 story house in uptown New Orleans

• 2003 - A shower of meteorites destroyed several houses and injured 20 people in India

Wiec jakby solidnie miał rozwalić budynek optował bym za masą ~20kg niż 2kg.

 

Jakieś poważniejsze opracowania które podają energię impaktu i spodziewane zniszczenia zaczynają się od meteorytów idących w dzisiątki metrów i możliwości poczynienia szdkód na obszarze miasta. 

Też przychylam się do opinii, że efekt zależy od konstrukcji budynku i w co trafi meteoryt. Zresztą z opisów upadków wynika, że im lżejsza konstrukcja tym mniejsze szkody. W Czelabińsku tak łatwo nie było.

[ko20]

3 minutes ago, Gość na chwilę said:

 W Czelabińsku tak łatwo nie było.

Czelabiński sam miał rozmiar duzego domu. A szkody wyrządziłą głównie fala uderzeniowa po eksplozji a nie uderzenie.

[Gość na chwilę]

Ja wiem, ale mniejsze kawałki tez tam latały. Sam mam kawałek kilkugramowy zaledwie.

[bartolini]

Ze wzoru na spadek swobodny prędkości i energie dla różnych  wielkości wychodzą jak poniżej.

 

 

[Gość na chwilę]

Profeska ! Przy założeniu że to tylko spadek swobodny ?

Czegoś mi tu brak. Takie wyliczenie oznacza, że dwukilogramowa bryła może co najwyżej wybić szybę?

Edytowane 19 Października 2022 przez Gość na chwilę

[Bentoq]

Myślę, że taki meteoryt nie może spaść w Polsce.

Grawitacja ściąga wszelkie katastrofy do USA, a najbardziej do Nowego Jorku. Inwazje kosmitów, King kong czy atak Godzilli. Na pierwszy ogień zawsze idzie Manhattan i Empire State Building  

Edytowane 19 Października 2022 przez Bentoq

[Ajot]

To wyliczenia do spadku swobodnego. A co jeżeli asteroida wchodząc w atmosferę będzie miała prędkość względem Ziemi np. 5km/s?

[ko20]

5 minutes ago, Bentoq said:

Myślę, że taki meteoryt nie może spaść w Polsce.

Grawitacja ściąga wszelkie kosmiczne przypadki do USA, a najbardziej do Nowego Jorku. Inwazje kosmitów, King kong czy atak Godzilli. Na pierwszy ogień zawsze idzie Manhattan i Empire State Building  

San Francisco i Golden Gate też często obrywają.

 

[bartolini]

1 godzinę temu, Gość na chwilę napisał:

Profeska ! Przy założeniu że to tylko spadek swobodny ?

Czegoś mi tu brak. Takie wyliczenie oznacza, że dwukilogramowa bryła może co najwyżej wybić szybę?

 

Tak z grubsza dla zobrazowania:

 

5cm (300g) kulka będzie mieć tyle energii co pocisk pistoletowy - ktoś dostaje w dyńkę i trup na miejscu.

10cm (2kg) kulka będzie mieć tyle energii co pocisk 12,7mm z WKM albo samochód osobowy jadący z prędkością ~15km/h

 

Przyjmując, że 100J zabija człowieka przy trafieniu w głowę, wychodzi że wystarczy 3cm, okrągły meteoryt kamienno-żelazny.

 

Dla zainteresowanych wzór:

Prędkość graniczna – Wikipedia, wolna encyklopedia

i współczynnik Cd w zależności od kształtu, potrzebny do wzoru

Współczynnik oporu aerodynamicznego – Wikipedia, wolna encyklopedia

Gęstość powietrzna można przyjąć 1-1.2kg/m3

Gęstość meteoroidu:

~3500kg/m3 - kamienny

~4500kg/m3 - kamienno-żelazny

~7500kg/m3 - żelazny

[Ajot]

57 minut temu, bartolini napisał:

 

Tak z grubsza dla zobrazowania:

 

5cm (300g) kulka będzie mieć tyle energii co pocisk pistoletowy - ktoś dostaje w dyńkę i trup na miejscu.

10cm (2kg) kulka będzie mieć tyle energii co pocisk 12,7mm z WKM albo samochód osobowy jadący z prędkością ~15km/h

 

Przyjmując, że 100J zabija człowieka przy trafieniu w głowę, wychodzi że wystarczy 3cm, okrągły meteoryt kamienno-żelazny.

 

Dla zainteresowanych wzór:

Prędkość graniczna – Wikipedia, wolna encyklopedia

i współczynnik Cd w zależności od kształtu, potrzebny do wzoru

Współczynnik oporu aerodynamicznego – Wikipedia, wolna encyklopedia

Gęstość powietrzna można przyjąć 1-1.2kg/m3

Gęstość meteoroidu:

~3500kg/m3 - kamienny

~4500kg/m3 - kamienno-żelazny

~7500kg/m3 - żelazny

Tylko to jest sama energia kinetyczna "pocisku". A przecież w momencie kontaktu meteorytu z ziemią zostaje wyzwolona eksplozja  spowodowana energią z jego gwałtownego rozpadu, tarcia po rozpadzie jego cząstek, jak i gruntu w który uderzy. Do tego dochodzi wytracenie temperatury, którą nabrał przechodząc przez atmosferę.

[isset]

Nad Pitssburgiem w styczniu tego roku wybuch meteoryt, według danych NASA:

... 

Dane te umożliwiły oszacowanie energii eksplozji, którą uznano za porównywalną z wybuchem 27 200 kg trotylu (TNT), oraz również rozmiary meteorytu. NASA Meteor Watch podaje, że kosmiczna skała mogła mieć metr średnicy, wagę ok. pół tony i pędziła z prędkością ponad 72. tys. km/godz. 

 

Można policzyć proporcjonalnie mniejsze rozmiary i pobawić się prędkością. 

[Behlur_Olderys]

25 minut temu, isset napisał:

 

Można policzyć proporcjonalnie mniejsze rozmiary i pobawić się prędkością. 

 

Nie tak łatwo. Proporcje zawodzą, bo mamy do czynienia z efektami silnie nieliniowymi: chociażby masa jest zależna od sześcianu rozmiarów liniowych, a powierzchnia od kwadratu, natomiast energia kinetyczna zależy od kwadratu prędkości. Tarcie będzie nieliniowo zmniejszało prędkość meteoroidu, i wg np. takiej strony dość poważnej:

https://www.amsmeteors.org/fireballs/faqf/

Mówimy o prędkościach kilkuset km/h.  Większość energii kinetycznej jest oddawana do atmosfery w postaci ciepła, światła itp. W związku z tym pod koniec lotu meteoroid o masie 2kg ma raczej małą energię wewnętrzną, a energia kinetyczna wystarczy akurat, żeby zniszczyć komuś auto, albo zabić człowieka, podobnie jak byłoby z 2kg kulą gradu. Ale domu z fundamentów nie zmiecie. Natomiast 100x cięższy meteoroid pewnie zachowałby znacznie większą część swojej oryginalnej prędkości i jego uderzenie nie byłoby naiwnie licząc 100x silniejsze, ale np. 1000x silniejsze.