首先毋庸置疑的是:会死!至于为什么我们在后面慢慢分析。
以前世界纪录为美国一个名叫乔·伊根的男子在佛罗里达州东部的马丁县展览会上创造的,他当着无数观众的面,从一个24.4米高的跳台上纵身跳入了底下一个至少5.5米深的圆形水池中。(2015年世界纪录刷新到了59米)
其实,世界最高跳水纪录的高度高达61米,不过那名跳水者也因此摔断了脊骨。
其实这个问题很容易想明白,我们都知道如果我们离地面距离越大,那么我们所具有的势能也就越大,当我们下落过程中势能逐渐转化为内能与动能,我们自身的速度就会变大,人到达水面时的速度越大,与水面撞击的作用力也就越大,人体受到的力也就越大。当受力达到一定程度,人体就会因为承受不住那样大的力而受到破坏。
接下来我们尝试计算一下这个最大高度,但必须提前说明的是,因为个人体质、入水姿势等一系列因素不同,所以此次计算不具有普适性!
好了我们现在假设一名100kg的成年男子进行高空跳水,设高度为H,不计风阻,即与水面接触速度为V=√2gH,其入水时的冲击力由下面的公式计算:
其中Cs为冲击系数,考虑以脚先入水,所以我们取Cs=5.15,而ρ为水的密度,A为运动方向投影面积这里我们取正常成年人一只脚脚底面积约为 100 平方厘米,所以A=0.02m^2,U为速度。
以什么条件来判断是否安全呢?我们取人体大脑能承受的最大加速度为死亡标准,美国空军曾做过一项试验,一名叫Eli Lackland Beeding Jr.的空军上尉曾经受过最高高达82.6 g的0.04秒瞬时加速测试并成功活到了85岁。我们就以大脑加速度82.6 g作为死亡临界标准。
好了,现在我们重新梳理一下我们的条件:1、100kg的成年男子。
2、82.6G的死亡条件 。
3、A=0.02m^2的运动方向投影面积 。
4、冲击系数取5.15 。
5、水的密度还是取1000kg/m^3。
所以我们联立为下面的公式:
代入相关数值,可得H小于等于40.09米,你会发现这个数字小于前面所说的世界纪录59米,因为我们忽略了空气阻力和其他因素!所以我们的计算还是比较吻合的!
当然你会说这种方法不能说明极限高度,因为人连意识都没有失去!那么你可以用人体皮肤可承受的极限拉伸强度为标准!压强P最大为15MPa,自己可以计算下,方法是一样的。
最后我们需要注意的是,世界纪录保持者需要长时间的训练,其呼吸节奏、入水角度等方面都要进行训练,正常情况下普通人建议不要超过10米,如果稍有不注意,真的会发生危险!
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