从400米的高空掉下来,一定会挂吗?身上什么保护措施都没有!地面上有气垫床!气垫床保护的了吗消防队的气垫床,能保护的了吗!消防队的气垫床有多高?掉到地面的时候相当300公里/小时?

Question

从400米的高空掉下来,一定会挂吗?
身上什么保护措施都没有!
地面上有气垫床!
气垫床保护的了吗
消防队的气垫床,能保护的了吗!
消防队的气垫床有多高?
掉到地面的时候相当300公里/小时?

Answer 1

首先,掉到地面的速度是不会达到300公里/小时的,因为有空气阻力.
在物体没有超过2.5倍音速时,空气阻力和速度的平方成正比的关系,这个正比例系数约为1.5左右,那么我们假设一个60千克的人从400高度处掉落
那么他能达到的最大速度为V
就有 60*10 = 1.5*V^2 得到V=20m/s=20*3.6km/s=72km/s
达到这个速度只需要向下坠落约50米左右的高度.
也就是说,人从刚掉下来开始所作的运动为加速度不断减小的加速运动,直到加速到空气阻力和人的重力相等时,之后就开始做匀速运动直到落地.
因此掉落地面的速度肯定是远不到300公里/小时的.
然后,假设人就是以20m/s的速度落地,那么判断人落在气垫床上能否存活的依据就是人受到气垫床的冲击力有没有超过人能承受的最大冲击力.
一般而言,人的承受极限为5g,也就是说人最大能承受的冲击力不能大于5倍的重力,我们就以5g为例来计算
人落地时的速度为20m/s,也就是说其冲量为60*20kg*m/s=1200m*kg/s
而气垫床给人的力为5*10*60N=3000N
那么根据冲量定理就有
3000*t=1200 得到 t=0.4s
也就是说,只要气垫床能使人由20m/s的速度减速到0的这段缓冲时间超过0.4s,基本上是没有什么太大的问题的.
而如果人掉在地面上的话,这个接触时间t相当的小,基本在0.01这个量级,甚至更小,那么可以计算得到人受到的冲击力就能达到40倍自身重力甚至更大,人肯定活不了的.
所以只要这个接触缓冲时间够长,即使百米高的地方落下,也可能没事,但是这个缓冲时间很短的话,即使是几十米高度都必死无疑.
当然,是否存活跟人的落地姿态也有关,如果是头部先落地的话,由于脖子比较脆弱,其承受能力与整个人体平落时要小很多,也会死的,因此能否存活跟人的落在气垫床上的姿态也有关系.