"Итак, вы спускаетесь в лифте с крыши и на высоте 150 метров все тросы рвутся, а тормоза выходят из строя. Многие могут предположить, что лифт и его обитатель теперь находятся в свободном падении, но это не так, поскольку нужно учитывать сопротивление воздуха на кабину, которое будет возрастать с увеличением скорости.
В примере мы рассмотрим идеализированную модель: это то, что лифтовая тележка представляет собой идеальную прямоугольную коробку, где все факторы, влияющие на сопротивление воздуха, кроме его скорости, остаются постоянными.
Гравитация будет прилагать силу 9,81 ньютона на килограмм, которая преобразуется в ускорение 9,81 метра в секунду в квадрате. Когда вы принимаете во внимание сопротивление воздуха, которое будет испытывать кабина при падении, то уже через пять секунд лифт будет двигаться со скоростью 37,5 метра в секунду или 135 километров в час.
Лифт вместе с вами врежется в землю со скоростью 41,3 метра в секунду или 148 километров в час. Полное падение с высоты 150 метров продлится всего 6,1 секунды.
Кажется логичным думать, что можно подпрыгнуть в последний момент, потому что если бы вы стояли в стационарном лифте и прыгали, вы бы начали двигаться вверх, а лифт остался бы там, где он был. Но когда вы и лифт падаете вниз на высокой скорости, все что вам удастся сделать подпрыгнув — это немного снизить скорость падения своего тела.
Но на что можно надеяться, снизив в прыжке свою скорость падения? Спортсмен может прыгать с вертикальной скоростью 2,45 метра в секунду. Итак, допустим, что грядущая гибель заставляет ваш организм стать настолько сильным, чтобы совершить прыжок с такой же скоростью. Если предположить, что когда человек сгибает ноги, чтобы прыгнуть, процесс отталкивания от земли занимает 0,4 секунды, а средняя масса человека принимается равной 75 кг. Используя второй закон Ньютона, мы можем рассчитать, что средняя сила, которую вы оказываете на землю, составляет около 460 Ньютонов.
Когда пол, на котором вы стоите, статичен, он будет реагировать на любую силу, которую вы к нему приложите, применяя к вам равную и противоположную по направлению силу. Это является следствием третьего закона Ньютона.
Проблема в том, что в падающем лифте только 70% веса вашего тела используется для того, чтобы держать ноги на полу. Остальные 30% используются для ускорения вас в сторону земли. Это означает, что величина силы, с которой пол давит на вас, также будет меньше. То есть, если бы вы стояли на весах в падающем лифте, то казалось бы, что вы на 30% легче, так как ваши ноги не давят на пол так сильно.
Итак, когда вы попытаетесь прыгнуть, вы будете прикладывать к мышцам ту же дополнительную силу, что и раньше (460 ньютонов), плюс то, что сейчас составляет всего 70% от вашего веса. Поэтому вам придется приложить больше усилий и вы не сможете подпрыгнуть высоко. Если на статичной опоре вы могли бы прыгать до спортивной скорости 2,45 метра в секунду, то теперь в падающем лифте ваш прыжок даст вам лишь около 1,3 метра в секунду.
Итак, учитывая все это, поможет ли проснувшийся в вас спортсмен спасти вашу жизнь? Нет... с вашей теперь жалкой скоростью прыжка 1,3 метра в секунду, и с лифтом, ударяющим о землю с ошеломляющей скоростью 41,3 метра в секунду... математика проста.
Вы будете лететь с той же скоростью, что и лифт, минус ваша скорость прыжка, а это означает, что вы в конечном итоге врежетесь в низ шахты со скоростью 40 метров в секунду."
А ведь автор во многом прав. Кабина лифта, падающая в вакууме - совсем не то же самое, что кабина лифта, падающая в воздухе. Человек же в падающей кабине от попутного кабине воздуха (или вакуума) изолирован. Находясь в воздухе "местном".
Прежде чем анализировать авторское рассуждение, хотелось бы выслушать мнение участников по данному вопросу.
Я же пока скажу только одно - если бы кабина лифта с человеком внутри падала в вакууме, то человек болтался бы в кабине в состоянии невесомости. Невзирая на высоту и продолжительность падения. А вот падение в воздухе, как мне предварительно думается - для столь малой высоты (150 метров), просто не успеет перед встречей с землёй увеличить вес человека до 70-процентного.
Отправлено: 12.10.19 04:07. Заголовок: Автор пишет: "..
Автор пишет:
"То есть, если бы вы стояли на весах в падающем лифте, то казалось бы, что вы на 30% легче, так как ваши ноги не давят на пол так сильно."
При этом забывая указать на важный момент - человек ЯКОБЫ будет весить на 30 процентов легче себя самого непосредственно перед встречей с землёй. А не на протяжении всего падения.
В первые мгновения падения, человек будет ощущать состояние близкое к невесомости. И вес человека будет затем непрерывно расти. До тех пор, когда падение кабины под воздействием сопротивления воздуха потеряет ускоренность и перейдёт в равномерное падение. Что сразу придаст человеку его обычный нормальный вес.
И теперь мне мнится уже, что автор близок к истине со своими 70 процентами. Так как давно мне известно, что падение того же парашютиста, выполняющего затяжной прыжок, переходит в равномерное уже при достижении парашютистом скорости 50-55 метров в секунду.
Отправлено: 12.10.19 11:39. Заголовок: Ну, раз ни у кого из..
Ну, раз ни у кого из участников никаких возражений по поводу моих рассуждений пока не возникло, то эти свои рассуждения я, пожалуй, продолжу.
Сначала выясним конечную скорость тела, падающего в вакууме со 150-метровой высоты. Воспользовавшись удобнейшей ссылкой для расчёта параметров явления свободного падения тела в вакууме.
Находим по ссылке, что конечная скорость падения тела с какой-либо высоты рассчитывается по формуле V конечная = sqrt(2gh). Подставляем в формулу 150-метровую высоту и устанавливаем, что конечная скорость падения тела в вакууме со 150-метровой высоты равняется 54.249423960075 метрам в секунду. Или 195297,926256 метрам в час. То есть практически 200 километрам в час.
Скорость жуткая. Не позавидуешь бедному человеку в кабине лифта. Да и самой кабине тоже.
Квадратный корень в формуле говорит нам о том, что конечная скорость падения с удвоенной высоты увеличится не в два раза, а только в корень квадратный из двух. Стало быть, с 300-метровой высоты в вакууме кабина упала бы на землю со скоростью не почти в 400 километров в час, а всего лишь со скоростью около 280 километров в час. Скорости в 400 километров в час кабина достигла бы, если бы падала с учетверённой высоты - 600 метров.
Далее.
10-кратная высота - 1,5 км - конечная скорость падения составила бы приблизительно 600 километров в час. Или 171 метр в секунду.
100-кратная высота - 15 км - скорость падения окажется уже около 2000 километров час. Или 542 метра в секунду. Что намного быстрее скорости звука.
1000-кратная высота - 150 км - кабина врезалась бы в поверхность земли с гиперзвуковой скоростью около 6000 километров в час. Или 1715 метров в секунду.
В действительности - для "космических" высот - немного меньше. Поскольку ускорение свободного падения на таких высотах несколько уступает ускорению свободного падения вблизи поверхности Земли. И тело - приступив к падению - изначально будет падать чуток помедленнее, чем "положено". --------------------------------- Продолжение следует.
Отправлено: 16.10.19 02:09. Заголовок: Бегло ознакомился в ..
Бегло ознакомился в интернете со скоростью свободного падения авиабомб вблизи земли. Несмотря на то, что падают бомбы в воздухе, их скорость перед падением даже для средних высот бомбометания очень велика - 200-300 метров в секунду. Причина понятна - бомбы имеет аэродинамическую форму и, благодаря стабилизаторам и смещённому центру тяжести, летят к земле в вертикальном положении.
Чем тяжелее бомба, тем выше её скорость в воздухе. Ибо повышение массы бомбы совсем ненамного увеличивает площадь поперечной её поверхности для набегающего потока воздуха. Даже и без взрывчатого вещества внутри себя тяжёлая бомба способна пробить прочную преграду. Или же довольно-таки глубоко зарыться в землю. И чем выше прочность оболочки бомбы, тем её проникающее действие сильнее.
Бомбометание на Луне намного удобнее, чем на Земле. Никакого тебе воздуха, а значит, и никакого сноса падающей бомбы ветром и прочими восходящими-нисходящими воздушными потоками. Никаких облаков, никакой влажности, никакого атмосферного давления.
Наши будущие лунные отважные космогаторы, вылетая на боевое задание, могли бы совершенно не беспокоиться о перечисленных выше факторах. Отправляясь бомбить американскую лунную базу, российские космолётчики знали бы абсолютно точно, что бомбы, сброшенные с их ракетоплана, полетят к цели не по проклятой баллистической траектории, а почти по строго параболической. Делая бомбометание весьма и весьма точным. Даже без всякой коррекции падения бомб на американские глупые головы.
Кстати, коррекция падения бомб в лунных условиях возможна посредством только газовых рулей. А уж никак не воздушных.
Представляю - этак сидят америкашечки на своей лунной базе. Под многометровой толщей лунного грунта и всяких там железобетонных перекрытий. И чувствуют себя в полнейшей безопасности. Как вдруг - с треском лопается обширный прочнейший сводчатый потолок над головами америкашечек. И в базовые "покои" медленно корячится российская бомба. И это последнее, что увидели бы американские лунные изверги в своей никчёмной бесчестной разбойной жизни. Так как влетевшая бомба приветливо и преобязательно превратилась бы в ярчайшую ядрёную вспышку. Что моментально положило бы конец существованию как лунной америкашечьей базы, так и её неисправимых бессовестных негодяистых обитателей.
Отправлено: 16.10.19 02:57. Заголовок: Дополню. В земных ат..
Дополню. В земных атмосферных условиях свободно падающие авиабомбы имеют скорость вблизи земли лишь незначительно уступающую скорости тех же авиабомб на воображаемой безвоздушной Земле. Поэтому грубо можно считать, что для получения такой же скорости падения авиабомб, как на "воздушной" Земле, бесстрашным российским лунным космогаторам пришлось бы бросать свои бомбы с шестикратной - в сравнении с земной - высоты. Причём падали бы бомбы на лунную поверхность медленнее, чем на Земле, не в 6 раз, а только примерно в 2,5 раза.
Все даты в формате GMT
3 час. Хитов сегодня: 70
Права: смайлы да, картинки да, шрифты да, голосования нет
аватары да, автозамена ссылок вкл, премодерация вкл, правка нет
- участник сейчас на форуме
