师出无名的意思:超难的物理现实问题分析题!!!

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/05/05 20:35:54
比如说吧,一个会游泳的人,从3楼掉进一个无限深的水池里,不会有生命危险,但是如果这个人从300楼的高度掉进这个水池里,在落水的瞬间照样会被摔死
我的问题是,假如一个人60公斤,从高空落入水中,要保证那个人不死,那坠落的最大高度是多少?

设高度h1,人落水时的垂直长度h2,重力加速度g,落水时经过了t1时间,人的速度是V1,落水后人的速度是V2,落水瞬间就是人接触水面到整个人进入水里,时间为t2
设人的密度和水的密度一样 (人是水做的^.^)
那么h1=(gt1^2)/2,V1=gt1
那么落水后,人下沉使得等体积被排开水(既等质量设为m)以同样的速度上升。用冲量的一些定理,落水瞬间,人减少的冲量P=m*(V1-V2),水增加的冲量大小相等,因为有大地的反作用力,所以方向相反,P=m*V2
所以m*(V1-V2)=m*V2,解得V2=V1/2
则落水瞬间的平均速度可以看成是V3=(V1+V2)/2=V1*3/4
所以t2=h2/V3
(F-mg)t2=m*(V1-V2)
所以F=m*(V1-V2)/t2+mg
整理得F=3/8 *mg^2 * t1^2=mg*(h1/h2 *3/4+1)
所以要想得到h1,就必须知道:F人所能承受的力,h2人入水的垂直长度,入水越垂直,h2越大,h1就越大

这里的都是理想状态,实际的还要看空气阻力,水除了正面的冲击力还有侧面的摩擦里...

由于有空气阻力的存在,人从空中掉下来的速度是有极限的,当下坠速度达到某个值的时候空气阻力恰好与重力平衡,此时人开始匀速下落。这个最高速度大概是50米/秒。也就是说,无论300楼还是3000楼,接触水面时的速度都不会超过50米/秒。如果姿势恰当的话,或许只是骨折而不会摔死。

入水时的姿势很重要,这能决定他的生死,身体平着入水活的可能性小,直着就可能活;另一方面,也与人的体重有关,这决定他下落的加速度,如果入很深活的可能性也小。

没有一点数据怎么做 应该有人的最大承受力 和高空的高度

应该是和姿势有关吧,也要看人体受力极限,很复杂。
太平的话会摔死。。
太直的话会在很短时间内到达很深的水域,人体也应该受不了。。
这个问题实在不知如何回答。。

跟跳水动作有关把,我认为300楼的高度不一定能摔死人