不管是上班族,还是宅居者,基本上大部分人每天都是在高层建筑中工作、生活。乘坐电梯是到达最高楼层的最佳方式,虽然很便捷,但却充满了很多安全隐患。比如发生电梯突然下坠的时候,你是否知道应对的正确方法呢?在出故障的电梯内部,蹲下和跳起到底哪个更容易保命呢?
电梯坠落事故屡次发生在某种程度上,电梯是极大的方便了高层住户,但近年来关于电梯安全隐患事件屡见不鲜。江苏省吕先生介绍说:“他住在小区C栋楼22楼,早晨六点三十分他乘坐电梯下楼,准备去买早餐。在电梯下降期间,曾在15楼停了一次,当时运行还正常,当15楼住户进入电梯后,电梯开始出现突然下降的情况,情急之下吕先生急中生智,把每个楼层的按键都按了一遍,最终电梯停在了六楼,所幸这次电梯事故并没有造成人员伤亡。”
无独有偶,与吕先生相比,江西省的王女士却没有这么幸运,晚上乘坐小区电梯时,电梯突然从18楼急速下落并急停在4楼,王女士的脚踝出现了骨折。那么,遇到电梯紧急下坠的时候,我们到底应该怎么做呢?
电梯紧急坠落,起跳和蹲下到底哪个更保命?面对电梯突然发生紧急坠落的时候,有不少网友都纷纷出谋划策,大家都觉得起跳和蹲下都是保命的方式,那么这样的说法到底靠不靠谱呢?哪种方式更适合保命呢?在解答这些问题之前,我们先要了解电梯,正所谓“知己知彼百战百胜”,只有真正了解它,我们才能找出最佳的应对方式。
不得不说,现代电梯它的整体安全性是非常高的,可以防止人们出现致命性跌倒。比如牵引电梯,它最大的特点是拥有速度感应调速器,比如电梯厢下降的特别快的时候,调速器会立刻启动电梯运行轨道上的制动器,在电梯井中有相关的定位开关,不管是突然紧急下坠,还是突然停止运行,这个调速器都会检测到,并在适当点启动减速或者是停止,而且外面的四到八根钢索,每一根都非常结实都能够足以支撑柱电梯轿厢。
与牵引电梯相比,液压电梯更有可能发生灾难性故障,因为它使用的是活塞千斤顶提升和降低电梯轿厢,这种电梯的最大缺点就是提升速度慢,不适合高层建筑,我们举个例子液压电梯好比是小马拉大车,它的提升高度只能在十三米以内,适合五层以内的家庭使用。
因为液压电梯是靠油管传递动力,时间久了是非常容易出现材料老化的情况,比牵引电梯更容易发生事故。不管是牵引电梯,还是液压电梯,一旦发生突然紧急坠落的时候,我们是选择起跳还是选择蹲下的方式保命呢?
1、起跳
电梯紧急坠落的时候相当于物理学中的自由落体,重力加速度加上地心引力,人们在这个过程中起跳的时候,除非是有更大的力量做支撑,才会完成这个动作。按照理论来说,起跳速度只要超过电梯降落速度是可行的,但想要达到那样的速度的话,普通人是根本无法承受的,因为这个动作在很大程度上是非常容易造成人体损伤的。
就像跳伞运动员一般,以弯曲膝盖作为冲击力,在腿部弯曲的时候,身体减速分散到更长时间,由此一来膝盖和腿部会受到更大的伤害性,尤其是在电梯紧急坠落的时候,一旦身体高负荷摔倒在地板上,是非常容易增加骨折的机会。即便是正常的起跳,也会容易出现肌肉拉伤,更别说在电梯高速下降的情况下,所以遇到这样的情况,起跳并不是安全保命的好方式。
拿液压电梯举例子,本身液压电梯不适合更高楼层建筑,从十三米以内,紧急坠落到一层,如果只需要9秒钟的话,在这个过程中你只有 0.8 秒的反应时间,所以你还没准备做弯曲膝盖起跳的时候,恐怕就已经出现了腿部骨折的风险。
2、蹲下
如果电梯出现突然紧急下降,蹲下的方式是否可行呢?在下降的电梯中,你对于电梯轿厢来说处于的是自由落体状态,换句话来说此时的你会感觉到失重,如果一旦选择蹲下的话,很容易间接导致腿部和脊椎断裂。
假设电梯是从18米高处自由下落,而下降的速度是每秒18米,在紧急下坠的时候,人会因为恐惧感使四肢和腰部的肌肉会变得僵硬,甚至还有抽筋的感觉,这也是为什么很多跳水运动员在跳水的时候不会让臀部先着水的原因,因为这种冲击力会容易造成臀部损伤。如果你选择蹲下的方式,你腿部和臀部作为支撑点,遭受到的冲击力是非常大的,受到的损伤程度也是极高的,由此可见蹲下的方式也不会保命。
3、躺平
既然起跳和蹲下的方式都不可行,那么直接在电梯里躺平是不是就可以保命呢?
其实比起起跳和蹲下,躺平的姿势会相对安全一点。躺平的姿势会让电梯下降的冲击力分散到整个身体中,由此一来脊椎和长骨就会垂直于冲击方向,这样一来就更好的保护了他们免受挤压的伤害,不过在这个过程中还存一个问题就是,如果选择躺平的话,大脑和内脏组织就会吸收全部冲击力,在紧急下坠的轿厢内,有可能你会变成没有肿块的肉汁。
贝蒂·卢·奥利弗拥有在电梯中幸存的最长时间跌倒的吉尼斯世界纪录,在1945年的时候,她经历了一一次电梯从75层紧急坠落的情况,对于贝蒂·卢·奥利弗来说如果她当时选择躺在电梯轿厢内部的地板上的话,有可能她会变成肉汁,因为她所乘坐的电梯是电缆软化造成了紧急坠落,根本没有调速装置,只能坠落到最底层,所以受到的冲击力是极大的。
那么,电梯出现紧急坠落最可靠的保命方式是什么呢?那就是头背紧紧贴在电梯壁中,手抱脖颈选择半蹲,因为韧带是人体最具有弹性的组织,借用韧带能够缓解冲击力,脚尖点地,脚跟提起等待救援。(如果感觉这个姿势太复杂,学不会的话,那你还是躺平吧)
安全无小事,但你的每一个动作都是至关重要的,学会这些常识,能在关键时刻保命!
首先,我不希望自己坐在这样一架飞机里冒险,也祝愿所有人都平平安安。
之所以做这样一个假设,是为了借此讨论有趣的重力现象。
“失重”是一个错误的概念知道吗?我们许多人,包括一些科学家们经常挂在嘴边的“失重”,其实是不存在的。至少在我们的太阳系里,你始终都无法逃脱重力,即使你跳出了奥尔特云,还有银河系在吸引着你。
我们都知道牛顿老爷爷因为一个苹果而提出了万有引力,这缘于宇宙中一切有质量的物体都有自己的引力场,你的质量越大引力场就越强。于是,当我们所有人走在大街上,对自己身边所有的一切都能产生吸引,只不过相比于脚下的地球而言,我们的引力实在是太弱了,以至于完全感觉不到。
万有引力公式
地球的质量近60万亿亿吨,它的重力场对附近的一切都发挥作用,远至38万千米之外的月球、3.6万千米高的同步静止轨道卫星、400千米轨道上的国际空间站、10000米高处飞行的飞机、大大小小的鸟儿、稠密的大气层、以及呼吸着空气的地面上的你我和亿万生物。
如果没有坚实的地面支撑,我们以及我们同围的一切都将以9.8米/秒^2的加速度被吸引到地球核心,这个加速度就是地球表面的重力加速度,科学家们将其定义为“1g”。
从上面的万有引力公式我们可以看出,你要想地球对你的吸力力越小,你就需要离它越远。实际上,如果你希望感受到地面重力加速度的百万分之一,你得飞到距离地球600万公里远的地方。在国际空间站上的重力加速度是多少?0.9个g,宇航员们比在地面只是轻了10%而已。不可思议吧?许多人目睹了宇航员们在里边飞来飞去,原来他们依然被地球的重力牢牢地牵着,在这里并没有失重。
空间站的“失重”
其实通过万有引力公式我们也能看出来,只要质量m1和m2存在,真正的失重就不存在。
如何体会失重?最简便的方法自然是去国际空间站。
“你刚刚还说失重不存在,国际空间站的重力是0.9g,现在又说去国际空间站体会失重,这不是自相矛盾吗?”
其实这并不矛盾,失重与体会失重是两回事。国际空间站以7.82千米/秒围绕地球高速旋转,如此高的飞行速度所产生的离心加速度刚好与地球对它的重力加速度相等,于是在空间站里的所有物体,包括宇航员以及空间站本身便处于一个力的相对平衡状态。也就是说,宇航员同时受到两个力的作用:地球的重力和“离心力”,这两个力大小相等方向相反,于是你感觉不到重力,也就相当于失重了。
离心运动
一个坏消息是,这个地球上70多亿人中除了极少数的宇航员外,绝大多数人都没上过太空,更别说去国际空间站体会失重了。坐飞机的人倒有不少,但在民航飞机上体会失重的感觉那绝对是惊魂一刻,不会有人愿意这么干,因为这意味着飞机要出大事了。
飞机上的失重仿真经常会有人提出这样一个问题:“如果在一个自由下坠的电梯里,你会失重吗?”正确答案是,不会,只是由于你与电梯下落的速度相同,你会觉得自己失重了。
宇航员需要进行一些失重状态的训练,体验在“0重力”状态下对身体的控制,以及完成必要的操作流程。没有人愿意置身于一个失控的电梯里,于是有人想到了用飞机模拟太空失重。
俄罗斯、欧洲和美国都专门改装了用于失重体验的飞机,俄罗斯利用伊尔-76、欧洲用空客A300改装了一架ZERO-G、美国NASA则利用C-9飞机来做失重模拟。
抛物线运动仿真“失重”
一般来说,飞机是在高空通过不断的上升和俯冲来断续模拟失重效果的。飞机先是正常爬升到6000米的高度,然后以50°角急速拉升到8500米高空,紧接着开始以42°角向下俯冲,到达6000米时再进行下一个轮次,如此不断重复爬升和俯冲的动作。
ZERO-G
在飞机做抛物线飞行的顶点附近,机舱内的乘客大约有22秒的时间来体会“失重”状态。其实这就相当于飞机先通过向上的加速度飞行将乘客“抛起来”,然后乘客会与飞机一起沿着抛物线下落,在这个过程中,乘客在抛物线的两端体会到的是约1.8g的超重,而在抛物线顶端附近会在机舱里“漂浮起来”。
在飞机里体验失重
如果飞机在万米高空失去动力假设飞机在万米高空失去动力,垂直下落冲向地面,飞机上的人会始终处于“失重”状态吗?
你可能会说,是。
但正确答案却不是许多人想的那么简单。
垂直下坠
我们还是先拿电梯来打比方:
一个质量为60千克的人站在体重秤上,乘电梯从37楼匀速下降到1楼,体重秤显示他的体重是多少?60千克。因为电梯在匀速运动,这个人受到的重力加速度没有发生变化,所以体重秤的读数就是他的重量。
假如电梯的钢索在36层发生断裂,电梯失控下坠,在不考虑空气阻力和其它阻力的情况下,体重秤的读数是多少?0千克。因为人与电梯同时处于自由落体状态,二者向下的加速度相同,所以人对体重秤无压力。这时候人在电梯里感觉自己是失重的。就像ZERO-G飞机在抛物线顶点时的感觉一样。
电梯的失重
空气阻力但飞机下坠的过程中,你不能不考虑空气阻力。因为没有空气飞机就不可能飞上天,而有空气就必然存在空气阻力。
正因为有空气阻力的存在,飞机即使完全失去动力垂直下坠,它所做的也不是自由落体运动。在失控下坠的过程中,空气会对飞机有一个向上的推力,这个推力遵循以下的方程:
空气阻力方程
其中F表示空气阻力(拖曳力);ρ表示空气的密度;v表示物体运动速度;A是物体在运动方向上的投影面积;C是阻力系数,这是一个无量纲数,它取决于物体的形状、光滑度等等方面。
我们知道飞机迎风面的投影面积最小,阻力系数也是固定的,这里的变化有两个:空气密度ρ会随着高度下降越来越大,同时飞机下坠的过程中由于受到重力加速度的影响v也会越来越快,于是飞机受到的空气阻力F会越来越大。大到什么程度呢?最后F会与飞机的重力相等。
当飞机的重力与空气阻力大小相等方向相反时,它不再做加速运动,而是像正常下楼的电梯那样匀速下降。飞机的最终速度将维持在91米/秒以内,这是一颗铁球下落的最快速度。
惊险着陆
如果我不幸地坐在这样的一架飞机里,当它刚刚开始下落时,我会感觉到恐怖的“失重”。但是很快,重力会一点点地回来,就像我们在地面或电梯里感受到的一样。
最后,相信伟大的飞行员会挽救这架飞机,所有的乘客都平安归来,因为还有你们在等着我写更多的科普文章呢!
宇航员在太空失重的环境中自由的漂浮,就像鸟儿一样无拘无束,喝水吃饭都那么奇特,真是让人羡慕啊!可惜不是每个人都能成为宇航员,飞入太空,更何况太空中也充满了各种危险。如何不去太空也能体验一把失重的感觉呢?
有办法!所谓失重,并不是失去重力,只是有相应的力抵消了重力,或者让重力去做功,当人体对其支持物的压力为0时,人就会感觉到失重感。
明白了失重的原理,就可以人为的制造完全或者不完全的失重感了,方法有以下几种:
第一,利用失重飞机。这也是宇航员训练方法中的一种。
让飞机在高空作抛物线飞行。此时飞机相当于沿着地心做一个小轨道的公转。当飞机抛物线下行段的时候,飞机内的乘客便会产生失重感。
这种失重感和在太空的失重是一样的,乘客可以漂浮在空中。训练宇航员时会使用这种方法,也有私人公司为普通人提供这种体验服务。
第二,是利用水的浮力抵消重力,体验失重时的行动感觉。
在大型的水池中,通过给人体增加配重的方式,让人体受到的浮力与重力正好相等,此时人悬浮在水中,就可以产生类似的失重的效果。宇航员在太空飞行之前,都会在大型水池中,模拟太空出仓的各种训练。
但这种失重与太空中的失重不完全相同,没有失重感,只是模拟失重下的运动。人类内脏器官的感觉还是和在地面时一样的,不会有眩晕恶心的感觉。
第三,是太空风洞。
这是一种风靡世界的新兴娱乐活动。用风洞产生向上的强烈的上升气流,当气流的升力等于人的重力时。人可以飘浮在空中。和悬浮在水中一样,也是不完全失重状态,能体会漂浮的感觉。
第四,高空跳伞
当人从高空跳下来时,做自由落体运动,此时重力做功,势能转化为动能,时速可以达到200公里/小时。
自由落体阶段时,人会体验到完全失重的感觉。当下落进入匀速下降阶段,空气阻力等于重力,此时就是漂浮的感觉了。
第五,蹦极。
蹦极和跳伞一样,只不过蹦极的自由落体时间短,失重感时间也短,但受视觉冲击的影响,感觉更加刺激。
第六,过山车和高速电梯。
当过山车和高速电梯在急速下降阶段,人体会因为重力加速度,带来瞬间失重的感觉,但受座椅和地板的支撑,会马上消失。
总之,只要是让人对其支持物的压力为0,人就可以体会到失重的感觉。失重时,感觉最强烈的是大脑和心脏。因为心脏平时是在抵抗重力下运行的,环境突然改变,而心脏泵出的压力不变,血液冲上大脑,就会产生恶心眩晕的感觉。
当然,以上活动都有一定的风险性,如果你的身体状况不佳,那这样的失重体验就不适合你。所以一定要根据自身的情况,量力而行啊。
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