当你在乘坐电梯的时候,假如电梯忽然失控下坠,那么人在电梯即将到底的前一秒跳起来,这个时候我们会受伤吗?
要知道,在电梯失控迅速坠落的过程中,电梯和人都会因重力作用而获得动量,而且这些在下坠过程中所得到的动量会在人与地面相撞的瞬间得到释放,其威力是相当惊人的。不过从能量守恒定律的角度来看,如果人在电梯坠地的前一刻和电梯之间产生相互作用,将自身所携带的动量降低为零,或者说低于人所能承受的极限量,那么他就有可能生还。所以在理想状态下,这种自救方法似乎有奇效,但是在现实生活中呢?假如人在电梯迅速坠地的前一刻起跳,我们还能活吗?
抛开理论不谈,处在自由落体状态下的物体在坠地的瞬间肯定会受伤,即使是在坠地之前,借助某个媒介起跳也不能规避伤害,甚至可以说是多此一举。首先,我们需要考虑一个问题,那就是在这种极端情况下,我们能否成功跳起来,因为自由落体的过程中,电梯和人都处于一个失重的状态,人们不可能像站在平地那般顺利曲腿起跳将重心往下移,也就是说,在这个短暂的瞬间,人们需要借助扶手等物体的支撑才有可能跳起来。
假如此时电梯处在6层(大约20米),从这个高度电梯开始以自由落体的状态极速坠落的话,根据v = √2gh可知,电梯坠落瞬间的末速度可以达到20米每秒,这个时候人们就需要在坠地的前一刻制造一个方向垂直向上,且速度为20米每秒的力,才能将自身的动量降到最低,但是就目前来看,还没人能在这个极短的瞬间产生这么大的速度。那么,如果我们跳跃的话,能减少伤害吗?
要知道,人类立定跳高的最高纪录是1.80米,这个高度是由来自瑞典的鲁内.阿尔文在1974年时创下的。我们假设这个和电梯一同下坠的人也能跳这么高,那么根据v = √2gh,这个时候他能产生的瞬时速度是6米每秒。
也就是说,假如这个人在电梯坠地之前的极短瞬间完成了精确且强劲的跳跃动作,那么他顶多是降低动量,但是他依然会以14米每秒,也就相当于50.4千米每小时的速度和地面相撞。我们可以假设一辆同样速度的车撞上水泥板,在相撞瞬间所产生的撞击力是人类所不能承受的,所以在电梯中的人也不可能毫发无损。
那假如将这个高度下降到3层楼的位置,也就是10米的高度还会受伤吗?当人和电梯在10米的高度自由落体,那么电梯在坠地瞬间的速度可以达到14米每秒,同样以鲁内.阿尔文的巅峰力量精准起跳,此时我们的坠地速度将会下降到8米每秒,也就是28.8千米每小时,以这个速度和地面碰撞依然是很危险的。
因为通常来讲,人所能承受的极限下坠高度是3米,双脚可以通过缓冲来减小伤害。从这个高度进行自由落体,人体起跳的瞬间速度大约为4米每秒,末速度大约为7.5米每秒,超过这个极限速度都可能让人体受伤。
假如电梯从20米的地方失控极速下坠,根据 t = √(2h/g)可知,这部电梯从开始坠落到和地面相撞只需要2秒钟。也就是说,这个人需要在2秒之内为起跳做准备,并且在坠地的前一个瞬间向上跳,这种恰好卡点的概率是很低的。假如再考虑神经系统和肌肉爆发所需要的时间的话,那么2秒的时间肯定是不够的。
值得一提的是,根据能量守恒定律,我们能通过降低自身重量的方式来减小动量。比如,这个乘坐电梯的人的体重是60千克,身上携带有2千克的东西。电梯在20米的高度开始自由落体,根据 p = mv (60*20)可知,在电梯和地面相撞的瞬间,此时我们所获得的动量为1200kg.m/s,理论上来说,假如在坠地的刹那,我们给身上的物体施加一个1200/2,也就是600米每秒的初速度向下扔的话,那么我们也能将自身的动量全部抹除,并且不会受到伤害。不过在现实中,人不可能做到这一点。
总的来说,假如电梯在高层失控并且极速向下坠落的话,那么普通人几乎不可能通过卡点跳跃等类似的方法来自救。当然了,为了避免出现故障,现代电梯中装配了许多保护措施,比如限速器、缓冲器以及安全钳等,这样能有效缓解电梯高空下坠时所带来的危险,不过前提是,我们需要保证使用电梯的方法得当。对此,小伙伴们有什么看法?可以在下方评论留言。
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