Forenzní zní vážně. Vypadá to jako něco z kriminálního dramatu, kde dobrý hrdina sbírá pravdu z jediné kapky důkazů. Samotné slovo pochází z latinského forensis – „týkající se fóra“. Ve starém Římě byly případy veřejně souzeny. Ne vždy vyhrál ten, kdo měl více faktů, ale ten, kdo měl ostřejší podání a logiku.
Dnes, “forenzní” obvykle odkazuje na forenzní vědu. Je to jakákoli disciplína používaná v soudním systému. Úkol kriminalisty? Zachovat nestrannost. Prostudujte si důkazy. Najděte pravdu. Není to jen biologie nebo patologie. To je strojírenství, chemie a ano, fyzika.
Vezměme si rozbor modřin (krevní sprej). Toto je úzká oblast kriminologie. Vyšetřovatelé se dívají na průměr krvavých skvrn, aby určili výšku, ze které kapka spadla. Toto je jednoduchý fyzikální problém. Gravitace urychluje pád. Rychlost se zvyšuje. Energie nárazu se zvyšuje. Ale řídí se velikost lineárním vzorem? Nebo se dostává na náhorní plošinu? To nelze testovat na skutečné krvi. Proto proces simulujeme.
Tento experiment využívá podomácku vyrobenou falešnou krev ke studiu jak koreluje velikost krevních skvrn se vzdáleností pádu. Experiment je levný. Trvá méně než jeden den. A ukazuje základní princip dynamiky tekutin a dopadu.
Sprey Science
Chcete-li datům porozumět, musíte porozumět kontextu. Forenzní je rozsáhlá. Patologové studují biologické příčiny smrti. Stavební inženýři mohou analyzovat, proč se most zřítil během vyšetřování zločinu. Ale analytik modřin studuje trajektorie.
Když spadne kapka, nabere rychlost. Na této rychlosti závisí kinetická energie v okamžiku nárazu. Při dopadu na povrch se energie rozptýlí a vytvoří cákance. Průměr výsledné skvrny je funkcí této energie.
“Soudní věda zahrnuje mnoho oblastí studia… Pokud sportovec náhle zemře, bude povolán forenzní vědec, který se specializuje na patofyziologii.”
Vztah mezi výškou skvrny a velikostí skvrny není jen akademická otázka. Pomáhá rekonstruovat události. Spadla oběť z výšky? Byla vržena z nějaké výšky? Na měření záleží.
Vytvoření simulátoru krve
Skutečnou krev nelze použít. To je biologická hrozba. Ušpiní se. Vyžaduje speciální likvidaci. Místo toho vytvoříte reologické napodobení. Chcete tekutinu, která se chová podobně jako krev, pokud jde o viskozitu a povrchové napětí.
Zde je recept na simulanta. Udržujte přesnost. Nekonzistentní viskozita bude mít za následek nekonzistentní rozstřik.
- Kukuřičný škrob : 17 g (asi 2 polévkové lžíce)
- Voda : 30 ml (2 polévkové lžíce)
- Kukuřičný sirup : 60 ml (4 polévkové lžíce)
- Červené potravinářské barvivo : 5 ml (1 čajová lžička)
- Karton : 7 kusů, nařezáno na velikost 30 x 30 cm
Míchání krok za krokem
- Zvažte kukuřičný škrob v misce.
- Smíchejte s vodou do hladka. Žádné hrudky. Hrudky mění hustotu.
- Přidejte kukuřičný sirup. Důkladně promíchejte. Sirup dodává potřebnou viskozitu pro zpomalení odtoku vody ze škrobové sítě.
- Přidejte červené potravinářské barvivo a míchejte, dokud nebude rovnoměrně zbarveno.
- Pokud nepoužijete okamžitě, zakryjte potravinářskou fólií.
Buďte opatrní. Tato směs barví koberce. Práce na linoleu nebo betonu. Preventivně vyložte povrch řeznickým papírem nebo novinami. Připravte si asistenta. Budete ho potřebovat pro vyšší poklesy.
Experimentální nastavení
Vyzkoušíte sedm různých výšek. Pohybují se od 30 cm (přímo nad stolem) do 210 cm (v úrovni stropu).
| Zkušební výška | Metrický systém | Imperiální systém |
|---|---|---|
| Výška 1 | 30 cm | 12 palců |
| Výška 2 | 60 cm | 24 palců |
| Výška 3 | 90 cm | 36 palců |
| Výška 4 | 120 cm | 48 palců |
| Výška 5 | 150 cm | 60 palců |
| Výška 6 | 180 cm | 72 palců |
| Výška 7 | 210 cm | 84 palců |
Z kartonu vystřihněte čtverce. Každý z nich označte příslušnou výškou. Ujistěte se, že leží rovně. Žádné záhyby. Záhyby absorbují tekutinu jinak než hladké povrchy, což zkresluje měření průměru.
Vhazování dat
Použijte lékařskou pipetu. Naplňte to. Držte se přísně svisle. Důležitý je úhel dopadu. Nakloněná kapka vytváří spíše eliptický tvar než kulatý. Pro přesné měření průměru potřebujete kulaté body.
- Umístěte pipetu 30 cm nad první list lepenky. Pro kontrolu výšky použijte pomocníka a metr.
- Uvolněte jednu kapku.
- Toto opakujte desetkrát pro každý list kartonu.
- Odhoďte kapky, které splývají s ostatními nebo spadají do záhybu. Opakujte je.
- Nechte kapky úplně zaschnout. I po zaschnutí mohou vypadat leskle. Pro jistotu se dotkněte náhradní kapky.
Postavte se na žebřík nebo židli pro výšky nad 150 cm. Buďte opatrní. Uklouznutí znamená poškozená data a zlomeninu.
Měření a analýza
Jakmile kapky zaschnou, změřte průměr každé z 10 kapek na čtverci. Záznam v milimetrech. Pro přesnost použijte metrové pravítko s milimetrovým dělením. I malé rozdíly zde hrají roli.
Vypočítejte průměrný průměr pro každou výšku.
Příklad:
Pokud má deset kapek ve výšce 90 cm rozměry 12,5, 12,0, 12,5, 13,0, 12,5, 13,0, 12,5, 12,0, 13,5 a 12,0 mm, je součet 125,5 mm. Vydělte 10. Průměr je 12,55 mm, zaokrouhleno na 12,6 mm.
Graf výsledků. Na ose X zakreslete výšku pádu. Osa Y je střední průměr.
Dávejte pozor na sklon. Roste linie rovnoměrně? Ohýbá se? Existuje důvod ke snižování výnosů?
Interpretace výsledků
Graf vypráví příběh. Pokud se průměr zvyšuje lineárně s výškou, naznačuje to přímou korelaci mezi potenciální energií (z výšky) a kinetickou energií při dopadu, za předpokladu konstantních vlastností tekutiny. Pokud se křivka vyrovná, povrchové napětí nebo viskozita mohou zabránit dalšímu šíření.
Jak to pomůže kriminalistovi?
Pokud vyšetřovatel měří bod o průměru 15 mm na podlaze, může se pomocí svého grafu odhadnout výšku zdroje. Pokud graf ukazuje lineární nárůst, kapka o průměru 15 mm pravděpodobně spadla z výšky asi 180–200 cm. To umožňuje odlišit úder nožem od pádu nebo pád z okna druhého patra od pádu z prvního patra.
Ale pamatujte, skutečná místa činu jsou špinavá. Krev se mísí s potem, špínou a úlomky z podlahy. Pórovitost povrchů se liší. Tento experiment řídí tyto proměnné. Izoluje výšku jako jedinou nezávislou proměnnou.
Závěr
Forenzní není magie. To je fyzika aplikovaná na lidskou tragédii. Měřením toho, jak se velikost falešné krevní skvrny mění v závislosti na výšce pádu, simulujete kritický nástroj při investigativní práci.
Vztah je zřejmý: vyšší kapky mají tendenci vytvářet větší skvrny, ale přesná povaha tohoto vztahu závisí na vlastnostech kapaliny. Shromáždili jste důkazy. Zlomil jsi čísla. Co vaše data říkají o roli gravitace v soudní síni?
Záhada zůstává částečně nevyřešena v závislosti na zvoleném povrchu a kapalině, kterou vytvoříte. Ale principy jsou pevné. Gravitace se stahuje dolů. Rána se šíří. Pravda v měření.
