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科普 | 不带降落伞也可以高空跳伞

(2016-08-03 18:25:53)
标签:

杂谈

不带降落伞去高空跳伞了?这简直是太疯狂了。当然不是说这件事不可能,只不过一旦失误就会酿成大祸。

在上面视频中,Luke从25000英尺高的飞机上跳了下来,落入了网中,而且他还没有用降落伞。其实是利用了一些物理理论,现在让我们来看一看吧。

从25000英尺高的地方跳下来难道没有事吗?

最简短的回答是没有。不管你是从25000英尺高的地方还是15000英尺高的地方跳下来都没有关系。因为,你落下来的时候,你的速度大约都为150英里每小时。虽然说从4米高处扔下来的球落地时的速度是从一米处扔下来速度的两倍,但是在这这么高的地方我们可以忽略空气阻力。

空气阻力是什么呢?是一种物体在空气中移动时感受到的力量。在行车时,把手放到车窗外,你就可以感觉到这种力量。这种力的决定因素是:

物体在空气中运动的速度

对象的大小

对象的形状

空气的密度

由于力取决于速度,一个物体从静止开始下降的话,那么一开始的空气阻力为0。引力会把物体拉下来,并且加快下落速度。当加速度与速度方向相同时,物体就会加速。现在物体向下移动,所以就有空气阻力。这种力随着速度的增加而增加。最后,空气阻力将会和引力平衡,物体将会以一个恒定的速度下降。这就是所谓的收尾速度。

收尾速度取决于物体的形状和大小,以及质量。一个跳伞人员的收尾速度大概可以达到120-150英里每小时。下面就是一个简单的实验:分别拿一片咖啡滤纸和两片咖啡滤纸叠起来,然后同时放手。

http://jiasuhui.com/wp-content/uploads/2016/08/1222.gif不带降落伞也可以高空跳伞" />
因为咖啡滤纸大小和形状都相同,他们唯一的不同之处就是质量。那个两片咖啡滤纸叠起来的重力要大一些,所以它的收尾速度要更大一点。

所以,从25000英尺高处和15000英尺高处的地方跳下去的速度应该相同。但是他们有什么其他的不同吗?我的猜测是,从更高一点的地方跳下去可以有更多的时间调整落网的方向。

从25000英尺高处和15000英尺高处跳下还有一点不同:空气密度。在25000英尺处,氧气压力低到你的大脑都不能正常运作。跳伞人员和登山人员都会带着他们的氧气面具。我只想建议你看一下这个由 Destin 拍摄的高海拔对人体影响的视频。

网要如何接住跳伞人员呢?接住一个人和加速度有关。加速度取决于速度变化和发生变化所需的时间。不管怎样,跳伞人员需要从150英里每小时的速度降到0。问题在于这个过程需要花费多长时间。如果人的加速度过大,那么就可能造成残局的发生,可能会致死,致残。NASA有一个针对人体耐受加速度的表格。从上面你可以看出人体在短时间内最多可以忍受30G每秒的加速度。

一般的跳伞人员将会在打开降落伞之后出现加速度。降落伞会放缓跳伞人员的下落速度,并把加速度调整到可接受的范围。如果你想要落到网里,还不用降落伞的话,你需要考虑一下时间。你如何才能在空中停留足够多的时间呢?唯一的方法就是做一个拉伸距离很大很大的网。它能够为跳伞者提供较长的停留时间。如果你想要在加速度10 G每秒的时候停下,你就需要做一个拉伸距离至少达到2.3米(7.5英尺)的网。在这个视频中,Luke将这个网拉伸的距离比7英寸还要大。

为什么他要把他的背翻转过来呢?

在Luke落地的时候,他从面朝下转为了面朝上。因为我不是一名专业的跳伞人员,所以我要推测:第一,人们对于“向前进”的加速度的忍耐性较大。如果你失败了的话,你鼻子指着的方向就是加速度的方向。第二,背部朝下对你的胳膊和腿更安全一些。在你落入网中的时候,你的身体会朝着躯干的方向弯曲。如果你面朝下的话,你的胳膊和腿就可能会不太舒服,也有可能会骨折。

当然面朝上也有一个缺点:你看不到自己下落的位置。但是不知道自己最后怎么下落反而心里可能要好一点。



本文来自:加速会

原文地址:http://jiasuhui.com/archives/92755

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