Frage:
Die Wissenschaft vom Zerreißen von Papiertütengriffen
Fine Man
2017-03-16 03:20:15 UTC
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Meine Mutter kam von einem Markt zurück, der die Produkte in Papiertüten mit Griffen verpackt, und bat mich, die Taschen vom Kofferraum des Autos zum Haus zu bringen. Da ich der faule Mensch bin, habe ich ein paar Taschen an jeden Arm gehängt, damit ich die Anzahl der Fahrten hin und her reduzieren konnte. Als ich zur Haustür ging, rissen die Griffe einer Tasche, und die Tasche fiel auf den Betonboden. Ein Glas Paprika war in zig kleine Stücke zertrümmert worden. Wie zu erwarten war, war meine Mutter wütend. "Du bist so faul! Wenn du nicht so viele an deinen Arm gehängt hättest, wären die Paprika und ihr Glas noch intakt!"

Ich bin anderer Meinung, hier ist der Grund ...

Scenario Lazy

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Scenario Peppers

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Conclusion

Beachten Sie, dass in Tasche A unabhängig von der Existenz von Tasche B $ N_A $ angezeigt wird. Sicher, mein Arm hatte $ N_A + N_B $ ($ > N_A $), aber es war nicht das, was kaputt ging. Daraus schließe ich, dass das Zerreißen des Beutels unvermeidlich war und dass das Schicksal der Paprika von jemand anderem als mir geschrieben wurde (z. B.: Der Hersteller hat nicht genug Kleber aufgetragen, um das erwartete Gewicht zu bewältigen, die Kassiererin hat mehr Gewicht als erlaubt usw. ).

Ist meine Argumentation richtig? Oder fehlt mir etwas, das beweist, dass ich schuldig bin?

Für kugelförmige Beutel in einem Vakuum, das richtig sein könnte ...
Ich denke, das ist kein physikalisches Problem, sondern ein psychologisches.Wenn Sie mehrere Taschen auf einen Arm gelegt haben, sind zwei Dinge passiert.Sie waren zu sehr auf Ihre Klugheit beim Stapeln der Taschen konzentriert, und Sie waren sich weniger bewusst, was mit den einzelnen Taschen geschah, einschließlich derjenigen, die zerrissen waren.Folglich konnten Sie nicht schnell genug reagieren und die Paprika retten!BTDT.
Unabhängig davon - die Tasche hat Lebensmittel zerstört, das Lebensmittelgeschäft wird sie wahrscheinlich ersetzen, ohne Fragen zu stellen - nehmen Sie Ihr Glas Paprika und andere ruinierte Lebensmittel zurück und holen Sie sich einen Ersatz.
@AaronHall - Nein, ich mochte diese Paprikaschoten sowieso nicht sehr.:) :)
@Jim Es ist ein technisches Problem.Wo vereinfachende Modelle der realen Welt gegenüberstehen und mit einem blauen Auge davonkommen.
@FineMan Vielleicht werden Ihnen die Ersetzungen mehr gefallen!
Stimmen Sie hier mit @Jim überein.Wenn Sie jeweils nur einen Beutel oder vielleicht einen Beutel in jeder Hand tragen, haben Sie die Möglichkeit, diesen Riss zu * fühlen * und geeignete Maßnahmen zu ergreifen (z. B. schnelles, aber zerstörungsfreies Absenken des Beutels auf den Boden).Andererseits hätte deine Mutter eine ausreichend große Fehlerquote hinterlassen können, anstatt die Taschen auf (Über-?) Kapazität zu laden.Und unter dem Strich besteht das Geheimnis einer Harmonischen darin, nicht auf Schuld / Nicht-Schuld zu bestehen, sondern Fehler zuzulassen und Wiedergutmachung zu leisten ...
Verwenden Sie die Griffe nur nicht für Papiertüten.Tragen Sie sie, als hätten sie keine Griffe, indem Sie sie von unten abstützen.Wer auch immer diese dummen Taschen entworfen hat, sollte sich bei deiner Mutter entschuldigen.
@DevSolar & MobyDisk - Ich denke, wir schweifen ab;Meine Frage betraf die Physik von Mehrfach- und Einzeltaschen, nicht wie ich sie hätte verhindern können.
Nun, Sie haben nach Schuld gefragt und dies etwas jenseits des Bereichs der "reinen" Physik gebracht.Aber ja, wir schweifen ab.;-);
@DevSolar - Ja, ich glaube, ich habe die Frage schlecht gestellt.Ich könnte es später bearbeiten.
Ja, auch ein Schuldspruch von mir.Die Antwort von @sammy gerbil erklärt es sehr gut.
Fünf antworten:
sammy gerbil
2017-03-16 09:00:57 UTC
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Ich denke du bist schuldig. Der Verkäufer (oder Ihre Mutter) konnte die Taschen in das Auto laden, ohne dass die Griffe brachen. Sie haben wahrscheinlich nicht versucht, viele Taschen gleichzeitig zu tragen.

Wenn Sie die Taschen an einer Stange mit ausreichendem Abstand zwischen ihnen aufhängen, sodass jeder Griff vertikal hängt, tragen alle Griffe nur das Gewicht des Tascheninhalts.

Ich denke jedoch, dass Sie die Taschen wahrscheinlich in jeder Hand gehalten haben, anstatt sie an Ihrem verlängerten Arm (was enorme Anstrengungen erfordern würde) oder an einer Stange (die wahrscheinlich nicht praktisch gewesen ist, aufzuhängen, und Sie sind zu faul, um hinzuschauen für einen). enter image description here Wenn die Taschen an derselben Stelle hängen, ist die Spannung $ T $ in den Griffen der äußeren Taschen aufgrund des großen Winkels $ \ theta $, den der Griff mit der Vertikalen bildet, höher als das Gewicht $ W $ der Tasche. Die vom Griff bereitgestellte vertikale Kraft $ T \ cos \ theta $ muss dem Gewicht $ W $ des Beutelinhalts entsprechen; Die horizontale Kraft $ T \ sin \ theta $ wird durch die Kontaktkräfte $ N $ zwischen den Beuteln ausgeglichen.

Wenn die gefüllten Beutel breit sind, stehen die Griffe der äußeren Beutel in einem großen Winkel $ \ theta $ zur Vertikalen, was eine große Kraft $ T = \ frac {W} {\ cos \ theta} $ erfordert. Diese Kraft tendiert gegen unendlich, wenn der Griff horizontal $ (\ theta \ bis 90 ^ {\ circ}) $ wird. Es ist viel wahrscheinlicher, dass die äußersten Ziehpunkte brechen als die innersten Ziehpunkte $ (\ theta = 0 ^ {\ circ}) $.

Edit 1

Szenario 1 in RowanCs Antwort kann auf die gleiche Weise analysiert werden. Unter der Annahme, dass der obere Teil der Beutel eine trapezförmige Form hat, breiten sie sich in einem Bogen aus, wobei der mittlere Beutel einen Teil des Gewichts der äußeren Beutel trägt.

enter image description here

Ausgleichskräfte auf alle 3 Beutel erhalten wir $ T_2 + 2T_1 \ cos \ theta = 3W $. Ausgleichskräfte auf die äußeren Beutel erhalten wir $ 2T_1 (1- \ cos ^ 2 \ alpha) = W $, da $ \ theta = 180 ^ {\ circ} -2 \ alpha $. Daher ist $ T_2 (1- \ cos ^ 2 \ alpha) = (4-5 \ cos ^ 2 \ alpha) W $.

  • Wenn $ 2 (1- \ cos ^ 2 \ alpha) \ lt 1 $, dann $ T_1 \ gt W $ - tragen die Umhängetaschen mehr als ihr eigenes Gewicht.Dies geschieht für $ \ alpha \ lt 45 ^ {\ circ} $.
  • Wenn $ 2 (4-5 \ cos ^ 2 \ alpha) \ gt 1 $, dann $ T_2 \ gt T_1 $ - der mittlere Beutel trägt mehr Gewicht als der äußere Beutel.Dies geschieht, wenn $ \ alpha \ gt 33.2 ^ {\ circ} $.
  • Eine gründlichere Analyse könnte das Drehmoment auf jedem Beutel ausgleichen.

    Selbst wenn Sie einen oder mehrere an Ihren Unterarm hängen, stoßen sie normalerweise immer noch aneinander, sodass nicht mehr jede Tasche vertikal hängt, und diese Art der Analyse ist relevant.
    Auch Materialermüdung.
    Ich habe viele anekdotische Beobachtungen gemacht, die dies ebenfalls unterstützen.Wenn ich Papiertüten reißen ließ, ist es fast immer die mit dem größten Winkel am Griff.Die andere Sache, die dieser Antwort hinzugefügt werden muss, ist, dass es nicht nur um höhere Kraftgrößen geht.Es ist viel einfacher, ein Stück Papier ab einem Punkt zu zerreißen, als es gerade auseinander zu ziehen: Wenn die Griffe in einem Winkel stehen, wird die Spannung am Griffbefestigungspunkt nicht mehr gleichmäßig verteilt (wie für die Taschen vorgesehen)) oder am Griff selbst.Es könnte leicht eine Träne öffnen, und sobald das beginnt, ist es vorbei.
    Ebenfalls relevant ist, dass der äußerste der beiden Griffe jeder Tasche fast das gesamte Gewicht trägt.Ich würde niemals solche Papiertüten tragen!
    Ein weiterer praktischer Punkt ist, dass kalte oder undichte Gegenstände in den Beuteln eine Feuchtigkeitsquelle sind, die herunterfällt und den Boden des Beutels schwächt.(Ich bin mir nicht sicher, ob DevSolar dies im Sinn hat.) Das OP sagt jedoch, dass ein Griff ausgefallen ist, nicht der Boden der Tasche.
    @JasonC Guter Punkt zum Befestigungspunkt.Wenn die Griffe an einer festen Wand befestigt wären, würde die Befestigung für eine geringere Kraft versagen, wenn sie in einem Winkel gezogen würde (größter Effekt antiparallel bei 180 Grad), anstatt parallel gezogen zu werden (o Grad).Ich denke jedoch, dass sich bei Papiertüten die Tasche verbiegen und den Aufsatz und den Griff ausgerichtet halten würde.
    @sammygerbil Nun, sehen Sie, das ist ein Teil der Schwäche dort.Wenn sich der Beutel zu biegen und zu knittern beginnt, verteilt sich die Kraft nicht mehr gleichmäßig auf die Papierfasern.An diesem Biegepunkt beginnt oft der Riss.Oh, und ein weiterer Fehlerpunkt ist, wenn die Griffe aufgeklebt sind (wie bei Whole Foods-Beuteln, die sogar auf der Seite "Griffe hochziehen, nicht herausziehen") - hier tritt eine gewisse Schwäche auf, wenn Sie zu viel Kraft senkrecht zum Kleber ausübenFlugzeug, zTaschen schwingen oder der Griff dreht sich.Fwiw, die Taschengriffe von Whole Foods sind ... überraschend stark.Ich habe gerade getestet, lol - 100% der Fehler waren Kleber.
    (Auch die Verteilung von Material in der Tasche wirkt sich aus, beispielsweise wenn es unausgeglichen ist oder wenn große Gegenstände die Tasche ein wenig offen halten. Dies alles kann dazu führen, dass die Griffe bestimmte unglückliche Kräfte weniger aufnehmen könnenkomisch, diese frage ist viel interessanter als sie auf einen blick aussieht, ha.)
    Cort Ammon
    2017-03-16 03:34:34 UTC
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    Der menschliche Körper ist ein mächtig kompliziertes System. Die beteiligten Kräfte sind keine einfachen statischen Kräfte, sondern dynamische Kräfte, die beim Gehen ständig angepasst werden.

    Wenn Sie einen Schritt machen, verwenden Sie Ihren Körper, um den Schlag wie einen Stoßdämpfer abzufedern. Diese Dämpfung reduziert die maximale Kraft, die der Beutel erfährt. Wenn Sie besser polstern können, ist es weniger wahrscheinlich, dass Sie den Beutel zerreißen.

    Empirisch ist es für Menschen besser, diese Dämpfung für leichtere Lasten aufrechtzuerhalten. Wenn die Lasten höher werden, verwenden wir drastischere Bewegungen, um zu versuchen, die Taschen dort zu halten, wo sie hingehören, und diese Bewegungen können zu mehr Kräften führen.

    Höchstwahrscheinlich haben Sie einen Schritt getan, sind mit ein wenig Kraft gelandet (Sie tragen eine Last) und haben den Stoß nicht richtig absorbiert. Sie haben wahrscheinlich auch unbewusst eine Korrektur vorgenommen, als Sie versuchten, sich zu erholen, was oft weitaus mehr Kraft als der ursprüngliche Schock ausübt.

    Ein Fehler kann jedoch nicht nachgewiesen werden. Wenn Sie ein Kampfsportexperte oder Tänzer waren, wurde Ihnen möglicherweise beigebracht, wie man sich mit einem minimalen Schock bewegt. In diesem Fall haben die Taschen möglicherweise wenig bis gar keine dynamischen Kräfte gespürt, was Ihrem Argument entspricht, dass die Tasche von Anfang an zum Scheitern verurteilt war.

    Der Stoß ist wahrscheinlich in eine Richtung ausgerichtet, die nicht der Schwerkraft entspricht, da diese Griffe häufig am Beutel befestigt sind.
    * Wenn die Ladung höher wird, versuchen wir mit drastischeren Bewegungen, die Taschen dort zu halten, wo sie hingehören. * Ich bezweifle, dass dies wahr ist.Ich denke, die dynamischen Kräfte auf jeden Griff sind nicht größer, wenn mehrere Taschen gleichzeitig getragen werden, als wenn eine einzelne Tasche getragen wird.Wenn ich viele Taschen oder schwere Taschen trage, bewege ich mich instinktiv langsamer und mache kleinere Schritte.Wenn die Taschen anfangen zu schwingen, halte ich an, um die Kontrolle wiederzugewinnen, und senke sie vielleicht sogar auf den Boden.Ich mache nicht weiter und überkompensiere, wie Sie vorschlagen.
    RowanC
    2017-03-16 08:55:12 UTC
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    Ich denke, es gibt zwei Dinge, die passieren, wenn Sie mehr als eine Tasche in jeder Hand tragen:

    1. Auf die inneren Beutel wird eine erhöhte Kraft (netto) nach unten ausgeübt, da die äußeren Beutel aufgrund von Kollisionen mit den inneren Beuteln um einen Bogen von Ihrer Hand gedrückt werden (und die Kraft, die sie von der Mittellinie hält, übertragen wirdzu den inneren Beuteln - die horizontale Kraft wird ausgeglichen (obwohl das Brot, wenn es sich im mittleren Beutel befindet, gequetscht wird), aber die vertikale Kraft auf die inneren Beutel wird erhöht).
    2. In den äußeren Beuteln sind die Griffe so konstruiert, dass sie mit der Kraft in der Papierebene umgehen. Da die Griffe jedoch im gleichen Winkel in der Hand gehalten werden, die Beutel jedoch "weggebogen" sind, ist die Kraft nicht mehr vorhandenErhöhen Sie in dieser Ebene die Spannung an den Gelenken des Griffs zum Beutel (insbesondere wenn sich nahe der Kante des Griffs eine Falte bildet).
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      Ich würde voraussagen, dass eine Innentasche, aber nicht die innerste Tasche, die kaputt gegangen ist - wobei beide oben genannten Faktoren eine Rolle spielten.

    +1.Punkt 2 Ich habe besonders viel Erfahrung mit Anekdoten.
    Einverstanden auf # 2.Die Taschen von Trader Joe sind unglaublich stark ... bis Sie in ungünstigen Winkeln Gewalt anwenden und sie dann kaputt gehen.
    freecharly
    2017-03-16 03:45:53 UTC
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    Cort Ammon ist korrekt.Es könnte hinzugefügt werden, dass ein Mensch, wenn er eine Last auf einem schwachen Griff trägt, durch subtile Gegenbewegungen die Trägheitskräfte minimiert, die aufgrund der Gehbewegungen zusätzlich zum Gewicht der Last auf den Griff ausgeübt werden.Dies ist offensichtlich schwieriger für mehr als eine Ladung.

    So hat deine Mutter Recht, dich zu schelten!

    JDługosz
    2017-03-17 23:45:13 UTC
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    Wenn Sie nur eine Tasche tragen würden, wären Sie besser auf den Status dieser Tasche abgestimmt.Dies kann das Tragen des Taschengewichts von unten mit dem anderen Arm umfassen.Als Sie zum ersten Mal bemerkten, dass der Griff zu reißen begann (was in diesem Fall der Fall sein könnte), konnten Sie ihn schnell gegen Ihren Körper drücken, um ihn zu umarmen, und den Riss stoppen oder fangen, bevor er herunterfällt.

    Schade, dass Mythbusters nicht mehr da ist.Das klingt nach etwas, das ein Jugendlicher nach diesem Stil tun könnte.



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