Правда ли, что при падении с 5 этажа человек наберет такую же скорость, что и при падении с высоты 1000 метров?

43835
2
0
9 июля
18:02
июль
2015

Не совсем. Правильное утверждение должно звучать так: правда, что при падении с 47-го этажа человек набирает такую же скорость, как и при падении с 1 000, 10 000, 100 000 метров и т.д.

А теперь обо всем по порядку.

Итак, на падающее тело действует сила притяжения Земли и ускорение тела в следствие действия только этой силы равно ускорению свободного падения g. Но существует также сопротивление воздуха или сила вязкого трения газа (воздуха в нашем случае). Последняя сила пропорциональна скорости тела (или ее квадрату для больших скоростей), а значит для больших скоростей ей уже нельзя пренебречь. И так как сопротивление возрастает с ростом скорости, то ясно, что существует какая-то предельная скорость при которой сила трения уравновесит силу тяжести. А в этом случае, как мы знаем из первого закона Ньютона, тело будет двигаться равномерно и прямолинейно, то есть эта предельная скорость уже не изменится до самогó момента приземления.

Конечно на силу сопротивления воздуха влияет и парусность падающего тела, но это уже явление следующего порядка.

Для парашютиста, летящего плашмя, предельная скорость — 190 км/ч или 53 м/с. Давайте теперь сравним ее со скоростями приземления при падении с указанных в вопросе высот без учета сопротивления воздуха.

Кажется Илья забыл школьную физику:)

Найти конечную скорость падения в нашем случае очень просто. По закону сохранения энергии, кинетическая энергия равна потенциальной:

mv^2/2 = mgh,

где m — это масса тела (она сокращается и не важна), v — искомая скорость, h — высота падения. Отсюда сразу получаем выражение для скорости v:

v = sqrt(2gh),

где sqrt — квадратный корень.

Значит при падении с 5-го этажа (15 метров) конечная скорость равна примерно 17 м/c. А для 1000 м ответ — 141 м/c. Сравнивая их с предельной скорость падения, мы видим, что в первом случае скорость меньше, а во втором — больше. Это значит, что для 15 метров можно не делать поправки на вязкое трение и считать, что конечная скорость примерно такая и есть — 17 м/c. А при падении с 1000 метров, уже нельзя не учитывать сопротивление воздуха, и скорость приземления в этом случае будет равна предельной скорости — 53 м/c.

Так что ответ на ваш вопрос — нет, не правда. Но давайте теперь, ради интереса, оценим, начиная с какого значения высоты, конечная скорость перестает меняться. Для этого из самой первой формулы надо выразить h и подставить в нее значение предельной скорости:

h = v^2/(2g).

Получаем примерно 140 метров, а это и есть 47-ой этаж из начала моего ответа.

Напоминаю, что это примерная оценка и только для случая падения человека плашмя. Для падения "солдатиком" предельная скорость порядка 240 км/ч. Вы можете проделать все те же вычисления для этого случая.

Анна Синельниковаотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
41
2
июль
2015

То как пострадает человек от падения, зависит от скорости падения. По сути, чем быстрее скорость приближения человека к матушке земле, тем ему же и хуже.

Скорость установившегося падения плашмя на высоте 1000м составляет 50м/сек (имея для расчетов только высоту и ускорение свободного падения).

А вот скорость падения с 5-этажного здания (высота около 15 метров), примерно достигает 17.1 м/сек.

Что чуть ли не в 2-3 раза меньше.

Таким образом шанс выжить больше.

Хотя известен случай, когда стюардесса упала с 10 километров и осталась жива.

Но пробовать крайне не советую :)

1
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта