Какой именно механизм заставляет хлыст наносить такой сильный удар? Упругость, крутящий момент или давление? Простое попадание во что-то доской не наносит почти такого же урона. Какая разница?
Причина того, что кнут причиняет такую боль, заключается в том, что кончик кнута движется очень быстро, вызывая разрыв кожи.
Обоснование этого легко проанализировать из закона сохранения импульса. Примем удобное приближение, что масса на единицу длины ( ) не меняется по длине хлыста. Это не так, как настоящие кнуты, но на вывод это не сильно повлияет.
Первоначально вся длина кнута движется, скажем, со скоростью , если вы внимательно понаблюдаете за движением хлыста, то увидите, что с течением времени первоначальный импульс концентрируется на все меньшем и меньшем участке хлыста, в то время как остальная часть почти статична.
Теперь, если длина кнута тогда начальный импульс равен . Если мы посмотрим на моментальный снимок в более позднее время и скажем, что наблюдаем, что длина хлыста, находящегося в данный момент в движении.
Тогда по закону сохранения импульса . Отсюда следует, что скорость движущегося конца,
по прошествии времени , . Наконечник движется с очень большой скоростью, поэтому способен пробивать. Тонкий наконечник делает эффект более драматичным (за счет меньшего ), но не меняет существенного механизма.
Вам может понравиться это видео
Скорость кончика кнута может превышать скорость звука. Из Вики :
Треск, который производит хлыст, возникает, когда часть хлыста движется быстрее скорости звука, создавая небольшой звуковой удар. Создание звукового удара было подтверждено высокоскоростной теневой фотографией в 1927 г. 1
Есть по крайней мере три «способа движения», которые могут придать кнуту необходимую скорость, чтобы заставить его треснуть. Их три: полуволна, полная волна и петля. Эти названия указывают на форму изгибов хлыста при его броске. Во всех трех начальное движение применяется к рукоятке, а результирующая форма движется вниз по корпусу хлыста к кончику. Высокая скорость острия объясняется законом сохранения импульса. Поскольку импульс является вектором, он имеет направление и не проходит через какой-либо изгиб, который меняет направление движения тела хлыста на противоположное, например тот, который возникает, когда полуволна движется вниз по хлысту.
При броске хлыста начальное движение рукоятки добавляет к телу хлыста некоторое количество кинетической энергии. Если хлыст вот-вот лопнет, движение рукоятки также должно производить один из режимов движения, создающих изменение направления движения хлыста. Когда изменение направления движется вниз по хлысту, импульс и кинетическая энергия хлыста концентрируются в сегменте хлыста между кончиком и движущимся изгибом. Когда изгиб приближается к кончику, масса движущейся части приближается к нулю, в то время как энергия остается относительно постоянной. Поскольку импульс является произведением массы и скорости движущегося объекта, чем меньше масса, тем выше скорость. Поэтому конец кнута движется чрезвычайно быстро, легко достигая скорости звука.
Многие опубликованные научно-популярные объяснения основаны на том факте, что общая форма кнута сужается: толстая на рукоятке и очень узкая на конце, отсюда и уменьшение массы. Хотя сужение способствует уменьшению массы, оно не является решающим фактором. Даже «плоские» неконические кнуты треснут. Фактическое уменьшение массы подвижной части происходит просто потому, что хлыст заканчивается: чем ближе подвижный изгиб к кончику, тем меньше массы в той части, которая движется в заданном направлении.
Простое попадание во что-то доской не наносит почти такого же урона.
Как правило, доска может нанести гораздо больший ущерб, чем хлыст. Кнуты могут выглядеть круче, но это, кажется, все.
http://en.wikipedia.org/wiki/Whip#As_practical_weapons
Различия в боли не обязательно должны отражать количество нанесенного ущерба (если мы вообще можем определить это должным образом). Ушибы мягких тканей, ссадины, рваные раны, переломы и т. д., вероятно, вызывают боль, но, возможно (я не знаю), уровни боли не в таком порядке. Я думаю, что хлысты хорошо справляются с синяками и порезами, тогда как доски потенциально покрывают более широкий спектр повреждений. (В Интернете есть много материалов об удивительно болезненных порезах бумагой , которые также могут быть как-то связаны.)
На самом деле это не больно, вот статья о типе кнутов, которые используют жокеи : http://www.guardian.co.uk/sport/2011/oct/18/jockeys-whip-didnt-hurt почему это кажется больным. Как сказал @Alfred, это потому, что он превышает скорость звука. Звуки — это бегущие колебания в виде волн давления в упругой среде. В газах звук распространяется в продольном направлении с разными скоростями, в основном в зависимости от молекулярной массы и температуры газа, и давление мало на что влияет. вики говорит:Некоторые распространенные кнуты, такие как кнут или запасной кнут, способны двигаться быстрее звука: кончик кнута преодолевает звуковой барьер и вызывает резкий треск — буквально звуковой удар. Звуковые удары генерируют огромное количество звуковой энергии, похожей на взрыв. Это как раз ситуация с кнутом.
пользователь 25886