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如何在電梯墜落時自救

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發表於 2015-8-14 12:04:55 |只看該作者 |倒序瀏覽
How to survive in a free falling elevator : https://www.youtube.com/watch?v=9Y-i4NS70MY

外國的一個實驗Mythbuster Elevator of Death : https://www.youtube.com/watch?v=8Td0a7ubkSc


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沙發
發表於 2015-8-14 12:05:29 |只看該作者
本帖最後由 yc_ray 於 2015-8-14 19:49 編輯

在电梯坠下着地前一刻瞬间跳起,能否避免死亡?(轉載:http://www.zhihu.com/question/20010579)

这个问题,在原则上是可行的。其实这就是一个动量守恒的问题:电梯坠落,你和电梯同时收到重力的作用而加速下坠,事实上是获得了动量。如果通过相互作用将人体向下的动量转移给电梯,从而使下落的人本身(相对于地面参考系)的动量变为0或者较小,那么你就可以幸存(实际上还有一些后续问题,后面会谈到)。真正困难的在乎怎么实现这个转移而不带来对人体的伤害。 为了定性研究这个问题,我们尝试进行一下定量计算:

为简化起见,假定你和电梯的质量都是m。你们从高为h0的地方开始下坠,等到你决定作出反应的时候下坠到了h1。那么此刻你们的速度为v=sqrt(2g*(h0-h1)),你们的动量均为mv。假定你对电梯施加的力持续时间为t(通常这个力是通过蹬踏实现的,我们可认为这个时间比较短,在这个时间内忽略重力的作用),那么你需要在t时间内将你自己的动量(mv)的绝大多数转移给电梯,从而使自己的动量近似为0,避免损伤。如此一来,你需要施加的平均力为f=mv/t。在施加之后,电梯的动量变为向下的2mv,你的动量近似为0。【以上计算均以地面为参考系】

很显然,上面的计算中m,v值都是易求的,问题在于t。为何要强调这个t,是因为实际上人之所以跳楼会死,问题也就出在这个t上——当你落到地面,无论是采用硬着落还是软着落,最终实现的都是动量由mv变为0,差别就在于这个时间t上,如果你是直接掉上水泥地上,这个t会很小,相应地力会很大,于是你的骨头和内脏就悲剧了。反之如果落在气垫等上面,则t会较大(即我们一般说的提供了缓冲,就是这个意思),所以这个力在可接受的范围内,你不会怎么出事。

当你站在一块东西上时,蹬踏它直到它离开你的脚底,这个需要多少时间?考虑人的腿并不长,这个时间不会很多,估计不会大于0.5s(实际上可以计算,时间允许的话后面试一下)。下面我们给出数据:
假定m=60kg h0-h1=10m,即行动时已下落了10米。t=0.5s,则
f=60*sqrt(2*9.8*10)/0.5=1680N,是你自身重力的2.86倍。据资料反映人至少可以承受3g的重力加速度,那么从理论来看似乎是可以做到的……当然,注意到这是10m的高度,也就三层楼,不算太高。如果这里的h0-h1换为50m,那你受到的力将会是6.39g,已经超出了你身体的承受能力,还没等你成功实现人生的飞跃,就“出师未捷身先死”,在空中悲剧了。

这里回过头来考虑这个时间t,其实它是反过来受力f约束的,大致上可以这么算:t=sqrt(2*l/(f/m)),其中l为腿部长度。这是假定施力均匀的情况下,从贴在电梯地面到腿部完全伸展从而离开电梯表面,不再能施加力为止所需要的时间(在电梯参考系内计算)。按照上面10m的数据,结合l约为1m,算出来是0.28s左右,可见上面的计算还算靠谱,至少数量级没错(旁白:废话……)。当下落举例更大时,t还会更小,可见上面计算的只是一个很不充分的下界。如果要精确一点算,那联系方程求解即可,也不难,此处从略。

上面的计算其实还是一个很理想的结果,因为从现实我们知道,没有人会以趴在地上的方式坐电梯。所以当电梯开始下坠而你处于失重时,一般是站立的状态,这种状况下就没有施展的空间,最多也就一个脚板的距离(相当于上面的l=20cm,假设你的脚还挺大的……),这种状况下,相信你就算踩碎脚骨都没用,改变不了悲剧的命运。

回过头来说之前提到的后续问题——把动量减为0并不一定能解决问题,如果此时你还在空中,那你不可避免地还是要受到重力作用,因此而下坠,与跳楼无异。此时,你已经没有了电梯这个出气筒,因而也不可能转移动量(如果你居然能,我们将把你放到更后面的火箭章节去讨论)。所以一个想法是,你不能太早脱离电梯,否则可能会被摔死。这么一说也许会让我们觉得,即使我们发现了电梯正在下坠,也不应该跳,而应该等到快到地面的时候再跳,以避免摔死?答案是不尽然,因为你等待的时间越长,速度也越快,你脱离时所需要的力也就越大,越有可能让你在跳的时候就受伤(计算可以参照上面的过程)。所以正确的结论是——你需要在某一个范围内跳,既没有晚到超出你身体的承受能力,又没有早到让你摔死。而这个范围只会在某个高度以下的楼才会存在,超出这个高度,那么无论你何时跳,你都会摔死……下面我们来计算这个临界高度是多少:

给定人自由落体摔死的高度为10米,假定蹬踏电梯所需要的时间是0.5s(你要么是趴在地上坐电梯的怪人,要么就是脚板大得吓人,不管是哪种情况,我们总是往好的方向想吧……),假定临界高度下你以自身的临界加速度(假定为4g)承受弹跳时距地面的高度正好是摔死的临界高度,那么我们有:
h=10+(4*g*t)^2/(2g)=29.6m。
也就是说,当你下坠时的高度超过29.6m(大约9层楼高)时,神仙也救不了你。

之后的内容再补充吧,先吃点东西去。上面的计算中均假定蹬踏(或者借助扶手,其实没有本质差别)的过程中重力的作用可忽略,根据计算的结果也都是几个g的范围来看这个假定是不甚合理的,不过误差也不会太大,作为定性分析还算适用。

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發表於 2015-8-14 17:09:36 |只看該作者
yc_ray 發表於 2015-8-14 12:05
在电梯坠下着地前一刻瞬间跳起,能否避免死亡?

这个问题,在原则上是可行的。其实这就是一个动量守恒的问 ...

若果在電梯着地前, 把皮帶梆電梯內的天花板, 之後用力捉住皮帶, 令自己離地(我知道十分困難, 時間亦不多!)不知可否逃過一劫?
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發表於 2015-8-14 18:29:23 |只看該作者
向上跳是一個方法, 但不能確定何時到地
又一個方法話全按所有樓層, 開關等制, 希望會停下來
第三個方法為雙手拉著天花或其他物件使身體呈吊起狀, 部份扺消落地後的能量減低傷害
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發表於 2015-8-14 19:50:27 |只看該作者
odin 發表於 2015-8-14 17:09
若果在電梯着地前, 把皮帶梆電梯內的天花板, 之後用力捉住皮帶, 令自己離地(我知道十分困難, 時間亦不多! ...

唔記得補充,答案唔系我自己霖的,係轉載的
呢到有個討論貼,好多精華。閣下可以睇睇
http://www.zhihu.com/question/20010579
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發表於 2015-8-15 11:12:49 |只看該作者
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發表於 2015-8-15 14:16:37 |只看該作者
是否可在每部电梯底部及四周做个足够大的撞击气囊,就如汽车一样?
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發表於 2015-8-15 15:09:30 |只看該作者
首先集中精神,然後預計部升降機跌到差不多四至五樓用力一跳,但又不可太用力跳,這樣便可盡量減低偒亡。
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發表於 2015-8-16 11:00:28 |只看該作者
本帖最後由 jackychan 於 2015-8-16 11:07 編輯

我記得十幾年前睇過報紙話, 第一: 按晒所有層數按鈕, 博到有層停, 第二: 盡量背靠牆壁以保護脊柱. 第三: 就算部LIFT 停o左, 都唔好嘗試自己打開LIFT 門, 要等消防員來救.
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發表於 2015-8-18 08:59:36 |只看該作者
其實仲有兩手扶住欄桿, 弓起雙腿以減輕墮地的衝撀
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