Dies ist ein Artikel aus I’ve Always Wondered, einer Serie, in der Leser Fragen einsenden, die ein Experte beantworten soll. Senden Sie Ihre Frage an [email protected]
Wenn Sie in einem fallenden Aufzug sind, können Sie sich wirklich retten, indem Sie in letzter Sekunde vom Boden springen? – Rosanna, Perth
Es ist ein alptraumhaftes Szenario – der Aufzug versiegelt Sie im Inneren, steigt mehrere Stockwerke hoch, ruckelt zum Stillstand und schnappt dann! Das ausgefranste Kabel fällt aus und Sie stürzen ab. Kannst du dich retten, indem du zur richtigen Zeit springst?
Fallen ist kein Problem, wenn ich falle, bin ich in Frieden.
Es ist nur, wenn ich auf den Boden, dass alle die Trauer verursacht
(Florence + The Machine)
In dieser misslichen Lage ist der entscheidende Punkt zu erkennen, dass Sie zusammen mit dem Aufzug auch fallen. Wenn der Boden des Aufzugs plötzlich anhält, weil er auf die Basis des Aufzugsschachts trifft, werden auch Sie plötzlich anhalten.
Wenn Sie springen, wird es helfen? Befestigen wir eine Kamera am Aufzug, damit er mit Ihnen fällt, und beobachten Sie die entscheidenden letzten Momente in Zeitlupe.
Sie springen genau im richtigen Moment und heben ab, sobald der Aufzug auf den Boden trifft. In diesem Moment bewegen Sie sich (zu unserer Kamera) mit dem, was wir Ihre Sprunggeschwindigkeit nennen, nach oben. In diesem entscheidenden Moment, kurz bevor es auf den Boden trifft, fällt der Aufzug mit einer bestimmten Aufzugsgeschwindigkeit.
Durch deinen Sprung fällst du langsamer als der Aufzug. Die Geschwindigkeit, mit der Sie den Boden des (plötzlich angehaltenen) Aufzugs erreichen, ist die Aufzugsgeschwindigkeit minus Ihrer Sprunggeschwindigkeit.
Es hängt davon ab, wie weit du fällst
Als Äquivalent können wir in Bezug auf die Höhe denken: Wie hoch war der Aufzug, als er fiel, und wie hoch kannst du springen?
Lassen Sie uns optimistisch sein und sagen, dass Sie ein NBA-Spieler mit einem vertikalen Sprung von 70 cm sind. Wir werden einige Szenarien durchgehen (weitere Informationen darüber, wie ich die Berechnungen durchgeführt habe, werden als Fußnote angezeigt).
Einstöckiger Sturz (3m): Rechts, Sie schlagen auf den Boden, als wären Sie aus 80 cm Höhe gefallen. Staub dich ab; du wirst in Ordnung sein. Sie haben jedoch nur 0,8 Sekunden Zeit, um zu reagieren, seien Sie also vorbereitet!
Falling three storeys (9m): Sie schlagen auf den Boden, als ob Sie 4,7 m gefallen wären. Erwarte ein oder zwei gebrochene Beine, aber du wirst leben.
(Einige haben vorgeschlagen, sich in den Aufzug zu legen, da dies die Aufprallkraft auf Ihren gesamten Körper verteilt. Das ist eine schreckliche Idee – schützen Sie Ihr Gehirn! Ein Teil Ihres Körpers muss den Aufprall absorbieren, aber Kopfverletzungen sind die Haupttodesursache bei Stürzen. Lass deine Beine den Treffer machen.)
Fallende fünf Stockwerke (15m): Sie schlagen auf den Boden, als wären Sie 9 Meter gefallen, was der Unterschied zwischen wahrscheinlich tot und wahrscheinlich lebendig ist. Dies ist der entscheidende Fall, der Unterschied zwischen Leben und Tod. Sie haben 1,7 Sekunden Zeit, um zu reagieren. Glück.
Fallende sieben Stockwerke (21m): Es ist, als ob du 14m gefallen wärst. Sorry, aber du hast wahrscheinlich ungefähr 2 Sekunden Zeit, um dich darauf vorzubereiten, deinen Schöpfer zu treffen.
Einige Annahmen – für die Wissenschaft
Ich habe einige vereinfachende Annahmen getroffen. Ich nahm an, dass Ihr Timing perfekt ist, obwohl Sie wahrscheinlich den Boden nicht sehen können. Diese Mythbusters-Episode hat gezeigt, dass dies sehr schwierig ist. Ein Moment zu spät, du bist schon auf dem Boden; Ein Moment zu früh, und Sie könnten Ihren Kopf an die Decke des Aufzugs schlagen und Ihre Sprunggeschwindigkeit verlieren.
Ich gehe davon aus, dass Sie beim Springen effektiv vom Boden abstoßen können, was eine Herausforderung darstellt, da die Schwerkraft den Boden des Aufzugs von Ihnen wegzieht. Wenn Sie plötzlich im freien Fall sind, müssen Sie eine Handschiene greifen, um Kontakt mit dem Boden zu halten.
Ich habe angenommen, dass Sie einen festen Boden am Boden des Schachts getroffen haben, aber die Leute haben fallende Aufzüge überlebt, weil sich das Kabel unten im Schacht gewunden hat und den Aufprall gemildert hat. (Andere wurden zerquetscht, als das riesige kaputte Kabel oben auf dem Aufzug landete.)
Der Luftwiderstand macht kaum einen Unterschied – der Aufzug fällt mit über 200 km/h, bevor ein spürbarer Widerstand einsetzt.
Luft kann Sie jedoch auf andere Weise retten. Eingeschlossene Luft im Schacht unterhalb des Aufzugs kann ein zusätzliches Kissen bilden. Angenommen, wir lassen den Aufzug wieder aus 7 Stockwerken fallen. Wenn der Schacht wie ein Kolben perfekt abgedichtet wäre, würde der Aufzug nur 50 cm fallen, bevor der zusätzliche Druck der Druckluft sein Gewicht trägt.
Aber es gibt normalerweise einen Spalt zwischen dem Schacht und dem Aufzug, der das Kissen entlüften lässt. Wenn dies schneller geschieht, als der Aufzug die Luft unter Druck setzen kann, oder wenn der Druck die unteren Türen aufbläst, fallen Sie immer noch ziemlich schnell.
Eine „Back-of-the-Envelope“ -Berechnung legt nahe, dass der Spalt zwischen dem Aufzug und dem (luftdichten) Schacht dünner als etwa 30-50 cm sein muss, um die Luft effektiv einzufangen.
Mach weiter und springe
Abschließend, mach dir keine Sorgen. Moderne Aufzüge verfügen über eine Vielzahl von Sicherheitseinrichtungen wie mehrere Kabel und elektromagnetische Bremsen. Aber wenn das Schlimmste passieren sollte, folgen Sie Van Halens Rat: Sie können genauso gut springen!
Hinweise zu meinen Berechnungen: Aufprallgeschwindigkeit = Aufzugsgeschwindigkeit – Sprunggeschwindigkeit. Dann können wir Geschwindigkeiten mit äquivalenten Höhen in Beziehung setzen, indem wir einige Newtonsche Mechaniken verwenden: Geschwindigkeit = √ (2 × g × Höhe), wobei g die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist. Ersetzen und lösen Sie die äquivalente Fallhöhe.