dette er en artikel fra jeg har altid spekuleret på, en serie, hvor læsere sender spørgsmål, som de gerne vil have en ekspert til at svare på. Send dit spørgsmål til [email protected]
hvis du er i en faldende elevator, kan du virkelig spare dig selv ved at hoppe fra gulvet i sidste sekund? – Rosanna, Perth
det er et mareridtsagtigt scenario – elevatoren forsegler dig inde, stiger flere etager, judders stopper, og så SNAP! Det flossede kabel svigter, og du styrter ned. Kan du spare dig selv ved at hoppe på det rigtige tidspunkt?
Falling er ikke et problem, når jeg falder, er jeg i fred.
det er kun, når jeg rammer jorden, der forårsager al sorg
(Florence + maskinen)
i denne situation er det vigtigste punkt at indse, at sammen med elevatoren falder du også. Når elevatorens gulv gør et pludseligt stop på grund af at ramme bunden af løfteakslen, vil du også gøre et pludseligt stop.
hvis du hopper, vil det hjælpe? Lad os vedhæfte et kamera til elevatoren, så det falder med dig, og se de afgørende sidste øjeblikke i langsom bevægelse.
du hopper på det helt rigtige tidspunkt og løfter af, ligesom elevatoren rammer gulvet. I dette øjeblik bevæger du dig (til vores kamera) opad med det, vi kalder din hoppehastighed. På dette afgørende tidspunkt, lige før det rammer jorden, falder elevatoren med en vis elevatorhastighed.
på grund af dit spring falder du langsommere end elevatoren. Den hastighed, hvormed du rammer gulvet i den (pludselig stoppede) elevator, er elevatorhastigheden minus din hoppehastighed.
det afhænger af, hvor langt du falder
som ækvivalent kan vi tænke med hensyn til højde: hvor høj var elevatoren, da den faldt, og hvor højt kan du hoppe?
lad os være optimistiske og sige, at du er en NBA-spiller med et lodret spring på 70 cm. Vi løber gennem et par scenarier (mere information om, hvordan jeg lavede beregningerne, vises som en fodnote).
Falling one storey (3M): timet til højre, du ramte jorden som om du faldt fra 80cm. Støv dig selv af; du har det godt. Du har dog kun 0,8 sekunder til at reagere, så vær forberedt!
faldende tre etager (9m): du rammer jorden, som om du faldt 4.7 m. din knibe opgraderes fra muligvis død til levende, men såret. Forvent et brækket ben eller to, men du vil leve.
(nogle har foreslået at ligge i liften, fordi det vil fordele slagkraften over hele din krop. Dette er en forfærdelig ide-Beskyt din hjerne! En del af din krop skal absorbere påvirkningen, men hovedskade er den primære dødsårsag i fald. Lad dine ben tage hit.)
faldende fem etager (15m): du rammer jorden som om du faldt 9 meter, hvilket er forskellen mellem sandsynligvis død og sandsynligvis levende. Dette er det afgørende tilfælde, forskellen mellem liv og død. Du har 1,7 sekunder til at reagere. Held.
Falling seven stores (21m): det er som om du faldt 14m. beklager, men du har sandsynligvis omkring 2 sekunder til at forberede dig på at møde din maker.
nogle antagelser – for videnskab
jeg har lavet nogle forenklede antagelser. Jeg antog, at din timing er perfekt, på trods af at du sandsynligvis ikke kan se jorden. Denne Mythbusters episode viste, at dette er meget vanskeligt. Et øjeblik for sent, har du allerede ramt gulvet; et øjeblik for tidligt, og du kan slå dit hoved på loftet af elevatoren og miste din hoppe hastighed.
jeg antager, at du er i stand til effektivt at skubbe gulvet, mens du hopper, hvilket er udfordrende, fordi tyngdekraften trækker gulvet i elevatoren væk fra dig. Hvis du pludselig er i frit fald, skal du gribe en håndskinne for at holde kontakten med gulvet.
jeg har antaget, at du rammer et solidt gulv i bunden af skaftet, men folk har overlevet faldende elevatorer på grund af kablet under spoling i skaftet, blødgør virkningen. (Andre er blevet knust, da det enorme ødelagte kabel ovenfor landede på toppen af elevatoren.)
luftmodstand gør lille forskel – elevatoren falder med over 200 km/t, før nogen mærkbar træk sparker ind.
luft kan dog spare dig på en anden måde. Fanget luft i akslen under elevatoren kan give en ekstra pude. Antag, at vi slipper elevatoren fra 7 etager igen. Hvis akslen var perfekt forseglet som et stempel, ville elevatoren kun falde 50 cm, før trykluftens ekstra tryk understøttede dens vægt.
men der er normalt et mellemrum mellem skaftet og elevatoren, som gør det muligt for puden at tømme. Hvis dette sker hurtigere, end elevatoren kan presse luften, eller hvis trykket blæser de nederste døre åbne, falder du stadig ret hurtigt.
en “back-of-the-envelope”-beregning antyder, at afstanden mellem elevatoren og den (lufttætte) aksel skal være tyndere end ca.30-50 cm for effektivt at fange luften.
gå videre og spring
afslutningsvis skal du ikke bekymre dig. Moderne elevatorer har en bred vifte af Sikkerhedsbackups, såsom flere kabler og elektromagnetiske bremser. Men hvis det værste skulle ske, skal du tage Van Halens råd: du kan lige så godt hoppe!
noter om mine beregninger: Impact speed = elevator speed – jump speed. Derefter kan vi relatere hastigheder til ækvivalente højder ved hjælp af nogle Nytoniske mekanikere: hastighed = liter(2 liter g højde), hvor g er acceleration på grund af tyngdekraften. Erstatte og løse for tilsvarende højde af faldet.