toto je článek z Vždycky jsem přemýšlel, série, kde čtenáři posílají otázky, na které by chtěli odpovědět odborník. Pošlete svůj dotaz na [email protected]
Pokud jste v padajícím výtahu, může opravdu zachránit se skokem z podlahy na poslední chvíli? – Rosanna, Perth
je to děsivý scénář-výtah vás utěsní uvnitř, zvedne několik pater, zastaví se a pak se zaklapne! Roztřepený kabel selže a vy se propadnete. Můžete se zachránit skokem ve správný čas?
pád není problém, když padám, jsem v klidu.
To je pouze tehdy, když jsem dopadl na zem, které způsobí, že všechny smutek
(Florence + The Machine)
V této nesnázi, klíčovým bodem je si uvědomit, že spolu s výtahem, ty jsou také klesá. Když se podlaha výtahu náhle zastaví v důsledku nárazu do základny výtahové šachty, i vy se náhle zastavíte.
pokud skočíte, pomůže to? Připojme k výtahu kameru, aby spadla s vámi, a sledujte klíčové poslední okamžiky zpomaleně.
skočíte ve správný okamžik a zvednete se, stejně jako výtah dopadne na podlahu. V tuto chvíli se (do naší kamery) pohybujete nahoru s tím, čemu budeme říkat rychlost skoku. V tomto rozhodujícím okamžiku, těsně předtím, než dopadne na zem, výtah klesá s určitou rychlostí výtahu.
kvůli svému skoku padáte pomaleji než výtah. Rychlost, s jakou jste narazili na podlahu (náhle zastaveného) výtahu, je rychlost výtahu minus rychlost skoku.
záleží na tom, jak daleko spadnete
jako ekvivalent můžeme myslet z hlediska výšky: jak vysoký byl výtah, když spadl, a jak vysoko můžete skočit?
buďme optimističtí a řekněme, že jste hráč NBA s vertikálním skokem 70 cm. Projdeme několik scénářů (více informací o tom, jak jsem provedl výpočty, je uvedeno jako poznámka pod čarou).
padající jedno podlaží (3m): načasováno správně, dopadli jste na zem, jako byste spadli z 80cm. Oprašte se, budete v pořádku. Budete mít jen 0,8 sekundy reagovat, nicméně, takže buďte připraveni!
padající tři podlaží (9m): dopadli jste na zem, jako byste spadli 4,7 m. vaše dilema je vylepšena z možná mrtvého na živého, ale zraněného. Očekávejte zlomenou nohu nebo dvě, ale budete žít.
(někteří navrhli ležet ve výtahu, protože rozloží sílu nárazu na celé tělo. To je hrozný nápad-Chraňte svůj mozek! Některá část vašeho těla musí absorbovat náraz, ale zranění hlavy je primární příčinou smrti při pádech. Nechte své nohy zasáhnout.
padající pět pater (15m): dopadli jste na zem, jako byste spadli 9 metrů, což je rozdíl mezi pravděpodobně mrtvým a pravděpodobně živým. To je zásadní případ, rozdíl mezi životem a smrtí. Budete mít 1,7 sekundy na reakci. Štěstí.
padající sedm podlaží (21m): je to, jako byste spadli 14m. Promiňte, ale pravděpodobně máte asi 2 sekundy na přípravu na setkání se svým tvůrcem.
některé předpoklady-pro vědu
udělal jsem některé zjednodušující předpoklady. Předpokládal jsem, že vaše načasování je perfektní, i když pravděpodobně není schopen vidět na zem. Tato epizoda Mythbusters ukázala, že je to velmi obtížné. Chvíli příliš pozdě, už jste narazili na podlahu; chvíli příliš brzy, a můžete zasáhnout hlavu na strop výtahu a ztratit rychlost skoku.
předpokládám, že jste schopni efektivně odrazit podlahu při skoku, což je náročné, protože gravitace táhne podlahu výtahu od vás. Pokud jste náhle ve volném pádu, budete muset chytit ruční lištu, abyste udrželi kontakt s podlahou.
jsem si myslel, že jste hit pevnou podlahu ve spodní části šachty, ale lidé přežili padající výtahů vzhledem ke kabelu pod navíjení na hřídel, změkčení dopadu. (Ostatní byli rozdrceni, když obrovský zlomený kabel nahoře přistál na vrcholu výtahu.)
odpor Vzduchu je malý rozdíl – výtahu budou padat rychlostí přes 200 km/h, než žádné znatelné přetažení kopy.
vzduch vás však může zachránit jiným způsobem. Zachycený vzduch v šachtě pod výtahem může poskytnout další polštář. Předpokládejme, že znovu spustíme výtah ze 7 podlaží. Pokud by hřídel byla dokonale utěsněna jako píst, výtah by klesl pouze o 50 cm, než by další tlak stlačeného vzduchu podporoval jeho hmotnost.
ale mezi hřídelí a výtahem je obvykle mezera, která umožňuje vypuštění polštáře. Pokud se to stane rychleji, než výtah může natlakovat vzduch, nebo pokud tlak fouká spodní dveře otevřené, pak budete stále klesat poměrně rychle.
výpočet „zadní části obálky“ naznačuje, že pro efektivní zachycení vzduchu musí být mezera mezi výtahem a (vzduchotěsným) hřídelem tenčí než asi 30-50cm.
pokračujte a skočte
na závěr, nebojte se. Moderní výtahy mají širokou škálu bezpečnostních záloh, jako je více kabelů a elektromagnetické brzdy. Ale pokud by se mělo stát to nejhorší, vezměte si Van Halenovu radu: můžete také skočit!
Poznámky k mým výpočtům: Impact speed = elevator speed – jump speed. Pak se může vztahovat rychlosti ekvivalentní výšky, pomocí některé Newtonovské mechaniky: rychlost = √(2 × g × výška), kde g je tíhové zrychlení. Nahraďte a vyřešte ekvivalentní výšku pádu.