高空坠物的速度如何计算?

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  • 李三学剪辑
    李三学剪辑 评论

    关于高空坠物危害他人健康的案例也很多,近日,一个3个月大的女婴被高空抛下的苹果砸中,先后进行2次脑部手术。可见高空坠物的危害有多大了!

    那么,为什么看起来很轻不起眼的物品从高空中坠落会有那么大的威力呢?我们一起看看其中的原理。

    高空坠物的威力到底有多大?

    很多人认为,随手扔出窗外的东西很轻,应该不会砸伤人,但现实是高空坠物的杀伤力大得惊人!

    30克的鸡蛋

    从4楼抛下来会让人起肿包,

    从8楼抛下来就可以让人头皮破损,

    从18楼高甩下来就可以砸破头骨,

    从25楼抛下可使人当场死亡!

    用10楼高的花盆(1千克)坠楼计算,

    花盆落地时动能=294焦耳,

    294焦耳是什么概念?

    56式步枪杀伤无防护人体的

    要求是65焦耳,

    5.45毫米小口径步枪子弹

    向目标传递能量为228.3焦耳。

    再假设,

    该花盆落在泥地上砸出一个5厘米深坑,

    瞬间冲击力=能量/形变程度

    =294焦耳/0.05米=5880牛顿,

    相当于600公斤重,

    这一重量足以压死一个人。

    为什么猫和蚂蚁从高空坠落摔不死?

    很多人应该都听说过,猫有九条命而且猫从高处掉下来不会被摔死,既然高空坠物的威力这么大,为何猫和蚂蚁高空坠落摔不死呢?这里面有科学依据吗?

    蚂蚁这么轻,从高处掉下来会和猫一样吗?假若它们都从飞机上掉下来呢?这就涉及一个终端速度的问题。

    名词解释:终端速度(Terminal Velocity)

    是指当对物体的抵抗力与其速度同时增大时,物体将稳定在一定的速度上,此时的速度即为终端速度。

    物体在空气中做自由落体运动,因空气中有阻力,所以造成加速度减小。

    通常来说,物体所受空气阻力可以用kρAV²来计算(V为物体速度),即阻力与速度平方的值成正比例。由此不难推算,物体在进行有空气阻力的自由落体时,速度不会一直增大,而是当阻力等于物体的重力时就会保持匀速下落,此时的速度称为终端速度。

    若从高空坠落,人的终端速度能达到54m/s(194公里/时),而猫的是27m/s(97公里/时),少了一半。

    而且猫着陆时也和其他动物不一样,其他动物都是把力量压在骨头上,而猫除了掌垫,四肢伸展后还是加长的避震器,可以把能量完美散开。

    但是过肥的、发育不成熟的、长期家养的猫应该是不行。

    澳大利亚的Karl Kruzelniski博士,做过这种备受争议的实验,他在纽约的不同楼层(最高32层)扔出去过150只猫(全部是5个月以上的),其中10%“挂了”。

    结果表明高度越高越安全,若高于7层则基本没有问题。

    他认为是高度升高后,猫会有更多的时间去调整姿态,如果猫可以完成四肢伸展的动作,则基本不会有事,因为猫的四爪伸展后会立刻达到极限坠速,且当猫的四爪着陆后,会将能量吸收并利用尾巴做出一个漂亮的侧滚动作。

    不过,猫如果真的摔下来只是理论上不死,但是摔伤是肯定的。

    不过,大家千万不要拿“喵星人”去做实验啊!

    蚂蚁在这种作用力下,就会毫发无伤地降落到地面,不会摔死。

    假如蚂蚁落地时已经死了,死因可能是:由于蚂蚁太轻,从高空飘下来的时间太久(高空有两个特点:一是气温低,二是氧气稀薄),可能是冻死的,也可能是憋死的。

    如何避免高空坠物伤及自身及他人?

    高空坠物危险很大,为避免高空坠物伤及自身及他人,我们应做到以下几点:

    一是养成良好的生活习惯,从自身做起,更要教育、制止他人不高空抛物。

    二是在看到高空中有摇摇欲坠的物体时,要及时向消防等相关部门反映,立即处置、消除安全隐患。

    三是定期检查自家窗户、空调支架等是否牢固,如有松动应及时加固。

    四是及时清理阳台、窗台上容易被风吹掉的物品,如花盆、晾衣架等,避免因天气等外因发生高空坠物。

    五是大风天外出时,不要紧贴墙面老化的大楼、不要在摆有杂物及有悬挂物的居民楼以及广告牌下行走或逗留,以免发生意外。

    六是在进行高空维修、清洗外墙面等高空作业时,要做好防护措施,防止物品不慎坠落伤人。

    2年前 0条评论