Caduta libera - Parte 2

di David Chandler

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Se non hai letto la Parte 1 di questa serie, dovresti davvero iniziare da lì.

Nella Parte 1 abbiamo visto che la caduta libera del World Trade Center Building 7 (WTC 7) dell'11 / 9/01 è stata una realtà osservativa, indipendente da qualsiasi politica, come o perché domande, o teorie, cospiratorie o altro. Era un fatto oggettivamente misurabile. La domanda centrale posta nella Parte 1, a cui non è stata ancora data risposta, è stata: "Che cosa ci vuole per un edificio alto a collassare verso il basso attraverso la propria struttura in assoluta caduta libera?" Affrontiamo questa domanda osservando le implicazioni fisiche della caduta libera.

Cosa implica la caduta libera?

Possiamo affermare con certezza che durante la caduta libera la sezione di caduta dell'edificio non avrebbe potuto essere ciò che stava distruggendo la struttura sottostante. Il modo più chiaro per capirlo è considerare l'energia coinvolta. Quando un oggetto è elevato ha energia potenziale. In caduta libera, l'energia potenziale viene convertita interamente in energia cinetica senza energia per fare nient'altro.

Scartiamo questa affermazione.

Pensa a una trappola per topi. Quando carichi una trappola per topi devi applicare una forza alla molla mentre la sposti in posizione e la blocchi. Quando applichiamo una forza per spostare un oggetto diciamo di aver lavorato su di esso. Un altro modo per dirlo è che gli abbiamo dato energia. L'energia è ciò che trasferisci a un oggetto quando ci lavori. Una volta caricata, la trappola ha il potenziale per fare la stessa quantità di lavoro su qualcos'altro quando la trappola viene rilasciata, quindi diciamo che la trappola caricata ha energia potenziale - in questo caso l'energia potenziale di primavera. Lavorare su un oggetto e trasferire energia sull'oggetto sono due modi di parlare della stessa cosa.

Ecco come si presenta l'energia potenziale!

Sollevare una palla da bowling in un campo gravitazionale è molto simile a caricare una trappola per topi, ma in questo caso lavoriamo contro la gravità invece che una molla. La palla da bowling sollevata ha un'energia potenziale pari al lavoro svolto per sollevarla: energia potenziale gravitazionale, in questo caso. La chiamiamo energia potenziale perché, come nel caso della trappola per topi, l'energia può essere recuperata e trasformata in altre forme quando si lascia cadere la palla. Non vorrai lasciarlo cadere sul tuo piede perché scaricherà la sua energia potenziale sul tuo piede e forse romperà alcune ossa. Un uso più mirato dell'energia potenziale di una palla da bowling sollevata è quello di permetterle di oscillare all'indietro, quindi oscillare in un arco circolare, guadagnando velocità mentre scende, e rilasciarlo mentre si muove orizzontalmente a livello del pavimento. Questo converte l'energia potenziale in energia cinetica, energia di movimento, che vediamo come la palla che accelera lungo la corsia.

Quando la palla colpisce i perni, trasferisce parte della sua energia ai perni, facendoli cadere. Parte dell'energia della palla produce anche suono, calore e deformazione, quando si formano delle ammaccature nei perni. L'energia trasferita in queste altre forme viene dedotta dall'energia cinetica della palla, causandone il rallentamento. Durante tutto questo processo, dal sollevamento della palla al suo lancio sul pavimento, al colpire i perni, l'energia totale viene conservata. Tutto si aggiunge all'energia originale all'inizio del processo. L'energia viene semplicemente convertita da una forma all'altra quando viene trasmessa ai vari oggetti nel sistema. Calcolo con energia equivale alla contabilità.

Un edificio alto riceve energia potenziale dato che è stato costruito da gru che hanno sollevato i componenti pesanti in posizione. Come nel caso di una trappola per topi carica, quell'energia rimane, nascosta e apparentemente passiva, poiché l'edificio viene tenuto in funzione per anni. Quell'energia immagazzinata viene rilasciata, tuttavia, se l'edificio viene demolito. In una demolizione convenzionale, il supporto viene rimosso in basso nell'edificio, consentendo alla parte superiore di cadere. Quando l'edificio cade, la sua energia potenziale viene trasferita in altre forme. Se non interagisce con nulla lungo il percorso, tutta l'energia potenziale viene convertita in energia cinetica dell'edificio in movimento verso il basso. Questa è una descrizione della caduta libera. Se la sezione di caduta si schiaccia o interagisce in altro modo con la struttura sottostante, l'energia viene condivisa tra varie forme: energia di deformazione della struttura, energia cinetica trasportata dagli oggetti che vengono lanciati e calore generato da questi processi. Qualsiasi energia trasferita a questi altri processi viene dedotta dall'energia cinetica della parte superiore in caduta dell'edificio, facendola rallentare mentre cade. L'unico modo in cui è possibile mantenere la caduta libera è che nessuna energia venga utilizzata per altri scopi. In caduta libera, l'energia potenziale viene convertita in energia cinetica della massa in caduta e nient'altro.

Nel caso del WTC 7, il fatto di un lungo periodo di caduta libera è stato stabilito mediante osservazione e misurazione dirette. Vedi la parte 1 di questa serie. Possiamo concludere che tutta l'energia potenziale veniva convertita in energia cinetica senza che rimanesse altro da fare. Solo dopo il segno di 2,5 secondi, quando l'edificio ha cessato di essere in caduta libera, la sezione di caduta dell'edificio inizia a interagire con la struttura e trasferisce la sua energia in altre forme. In un collasso naturale non c'è caduta libera. È l'edificio discendente stesso che demolisce la struttura sottostante mentre collassa. In una demolizione commerciale potrebbe esserci un breve periodo di caduta libera, o quasi caduta libera, quando il supporto viene inizialmente rimosso, ma per motivi di economia la parte superiore dell'edificio è autorizzata a contribuire con la sua enorme energia potenziale nel processo di demolizione . L'eventuale caduta libera iniziale doveva essere indotta da una fonte di energia esterna, di solito esplosivi. Nel caso del WTC 7 è evidente che vi è stata abbastanza distruzione a causa di una fonte esterna di energia da aprire la strada a otto piani di caduta libera. L'edificio in caduta libera non ha distrutto quelle otto storie. Fu la cancellazione di quelle otto storie con altri mezzi che permise la caduta libera.

Ora siamo in grado di rispondere alla nostra domanda centrale originale: "Che cosa ci vuole per un edificio alto a collassare verso il basso attraverso la propria struttura in assoluta caduta libera?" La risposta è che la struttura sottostante deve essere rimossa e l'energia necessaria per raggiungere questo obiettivo deve essere fornita da una fonte esterna. La sezione in caduta libera dell'edificio non contribuisce a questo processo.

Quale potrebbe essere la fonte esterna di energia? Nelle semplici demolizioni l'energia viene fornita da una palla da demolizione che attacca frammentariamente la struttura. Come una palla da demolizione, le Torri Gemelle sono state colpite da aeroplani, ma come la palla da demolizione, questi impatti hanno causato solo danni localizzati a cui le torri sono sopravvissute per un'ora o più. Il WTC 7 non è stato colpito da un aereo. I terremoti possono causare il fallimento degli edifici, ma quel giorno a New York City non vi furono terremoti. Le demolizioni di Verinage, innovate in Francia, vengono realizzate allineando simultaneamente tutte le colonne di supporto ai piani intermedi usando idraulica o talvolta cavi. Il fuoco può far crollare le strutture in legno, ma il fuoco tende a divorare una struttura, causando una serie di guasti locali che possono culminare in un collasso globale. Il fuoco, d'altra parte, non ha mai causato il crollo completo di un grattacielo di un telaio in acciaio, anche dopo aver bruciato per molte ore. L'unico modo, a parte le demolizioni di Verinage, gli edifici sono mai stati abbattuti immediatamente con insorgenza improvvisa e con un periodo iniziale di caduta libera, è utilizzare gli esplosivi per rimuovere improvvisamente e contemporaneamente tutto il supporto della colonna. Tutti questi meccanismi, a parte il terremoto o il fuoco, sembrano richiedere un intervento esterno piuttosto importante.

Ho terminato la prima parte sottolineando che non mi stavo impegnando in alcun tipo di teoria della cospirazione, perché non ho presentato alcuna teoria, cospiratoria o altro. Lo stesso rimane vero qui. Ho semplicemente fornito la fisica di base sufficiente per comprendere la natura del problema.

Dopo una grande pressione e un lungo ritardo, l'amministrazione Bush ha commissionato un'analisi dei crolli delle torri gemelle, completati nel 2005, e del WTC 7, conclusi alla fine della presidenza Bush nel novembre 2008, da NIST, il Istituto nazionale di standard e tecnologia. Molte persone ritengono che il NIST sia un'agenzia scientifica indipendente, ma in realtà il NIST è un'agenzia governativa sotto il Dipartimento del Commercio, che è nel ramo esecutivo del governo. Tenendo presente questo, esaminiamo l'analisi fornita da NIST nella Parte 3.

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