Eli jos putoaa hiekalle määritellyistä korkeuksista, kuinka suuri voima kertyy jaloille, jos ihminen painaa 70KG ja Ilmeisesti maanputoamiskiihtyvyyttä tarvitaan...
A) Kolme metriä korkealta niin kuinka suuri paino kertyy jaloille
B) Entä jos hyppää viidestä metristä
C) Entäs kymmenestä metristä
A) Kolme metriä korkealta niin kuinka suuri paino kertyy jaloille
B) Entä jos hyppää viidestä metristä
C) Entäs kymmenestä metristä
Vastaukset 22
Vanhimmat
Kaikki riippuu siitä jos tulee suorille jaloille paino saattaa käydä tonneissa jo pienistä korkeuksissa pudotessa. Mutta jos jalat niiaa. niin kuormat putoaa joihinkin satoihin kiloihin kolmessa metrissä. Muut korkeudet jääkööt seuraaville uskalikoille.
Eikö fysiikassa siis ole kaavaa tohon tarkoitukseen, eikö putoamiskiihtyvyydestä ja massasta (ihmisen tiheydellä) ole merkitystä? Paino siis ei vaikuta vaan tiheys.
Valitettavasti voimaa ei voi laskea, jos ei tiedetä kuinka nopeasti kappale (siis tämä tiputettu äijä pysähtyy).
Jos esimerkiksi hiekka on löysää, ja vastaa enemmämkin superlonia, jota käytetään hyppypaikkojen patjoina, niin pysähtyminen tapahtuu suhteellisen hitaasti, ja voima jää pieneksi.
Jos taas hiekka on kovaa, ja vastaa enemmänkin betonia pysähtyminen tapahtuu nopeammin, ja voima on suurempi.
Kokemuksestakin jo tiedämme, että on mukavampaa hypätä patjalle, kuin betonille.
Siiinä mielessä Air... on varmaan ihan oikeassa, että hiekan tapauksessa ihmisen itsensä joustot ovat voiman kannalta merkittävämpiä
Eli paljonko on Betonilla toi voima?
Täytyisi tutkia empiirisesti, jotta saataisiin kunnollisia tuloksia. Tuon laskeminen ei ole kovin vaikeaa, mutta saatu tulos on yhtä hyvä, kuin arvaus.
On mahdollista ilmoittaa impulssi ennen ja jälkeen törmäyksen yhtäsuurena, koska liikemäärä säilyy.
I = mv = mgt, s = 0,5*g*t^2 t = sqrt(2s/g)
I = mg*sqrt(2s/g)
Tosiasiassa tarvittaisiin hyppy anturin päälle, mistä nähtäisiin vaikutusaika ja -voimat, josta voitaisiin nähdä huippuvoima.
Voima ei pysy vakiona sekä vaikutusaika on hyvin pieni.
Arvioin loppuun saakka, ilmoitan voiman keskiarvon F:llä ja olkoon vaikutusaika T = 1s.
I = F*T
saadaan
mg*sqrt(2s/g) = F*T
F = mg*sqrt(2s/g)/T
...
A) ka n. 540N
B) ka n. 690N
C) ka n. 980N
Huippuarvot voivat käydä ties missä. Lisäksi nähdään selvästi, että vaikutusajan pidetessä voimat pienenevät.
Tästä päästään alustan materiaalin vaikutukseen, luulisin että hiekka antaa periksi mukavasti.
"
A) ka n. 540N
B) ka n. 690N
C) ka n. 980N
"
ELi voiko tuo siis olla mahdollista? Että painoa kertyy A) ja B) kohdassa vähemmän kuin seisoessa normaalisti? Eikös 10n=1KG.
...1 sekunti. Nimittäin siinä ajassa kappale ehti pudota vapaasti likimain 5 metriä, ja silloinkin kiihtyvyys on vain 10m/s^2.
Nopeudet juuri ennen maahan osumista:
h=1/2*g*t^2 -> t = sqrt(2h/g)
v=g*t -> v=sqrt(2h*g)
(tai samaan tulokseen pääsee ehkä helpommin energiaperiaatteella mgh=1/2*m*v^2)
A) Kolme metriä korkealta:
v = sqrt(2*3m*9.8m/s^2) = 7.69m/s (27.8km/h)
B) Viisi metriä korkealta:
v = sqrt(2*5m*9.8m/s^2) = 9.90m/s (35.6km/h)
C) Kymmenen metriä korkealta:
v = sqrt(2*10m*9.8m/s^2) = 14.0m/s (50.4km/h)
Noh, sitten kuvitellaan että maahan osuttuaan ihminen joustaa siten, että kiihtyvyys on vakio. Joustomatkaksi Y ajatellaan vaikkapa Y=0.8m. Ihmisen massaksi ajatellaan vaikkapa m=80kg.
noh:
v=a*t -> t=v/a
Y=1/2*a*t^2 -> Y=1/2*a*v^2/a^2 -> Y=1/2*v^2/a -> a=1/2*v^2/Y
F=m*a -> F = 1/2*m*v^2/Y
A) Kolme metriä korkealta:
F=1/2*80kg*(7.69m/s)^2/0.8m = 2960N
(3.78-kertainen omaan painoon verrattuna)
B) Viisi metriä korkealta:
F=1/2*80kg*(9.90m/s)^2/0.8m = 4900N
(6.25-kertainen omaan painoon verrattuna)
C) Kymmenen metriä korkealta:
F=1/2*80kg*(14.0m/s)^2/0.8m = 9800N
(12.5-kertainen omaan painoon verrattuna)
Ja nuokin arvot ovat vain parhaassa mahdollisessa tapauksessa. Oikeasti hetkellinen voima kasvaa varmasti suuremmaksi. Kiihtyvyys(hidastuvuus) nimittäin ei missään tapuksessa ole vakio. Tai ainakin olettaisin että joustoliikkeen lopussa vaikuttaa huomattavasti suurempi voima kuin alussa. Jonkinlaista esijännitetyn jousen mallia tähän voisi kehitellä, mutta en nyt jaksa. Ja arvio sekin vain olisi.
Eli ilmanvastuskin olisi otettava huomioon... Ja pitääkö tuo laskea massalla, kun eikös se ratkaiseva tekijä ole tiheys?
Kunnioitettava laskutoimitus, itselläni olisi sormi mennyt jo ennen puoltaväliä umpisolmuun.
Ei se ilmanvastus vaikuta juuri paskaakaan noin pienillä nopeuksilla jos ihminen hyppää vielä jalat edellä. Ja tiheys vaikuttaa silloin jos ilmanvastus on suuri putoavan kappaleen painoon verrattuna. Kyllähän litran kokoinen teräskuula putoaa ilmakehässä nopeammin kuin litran kokoinen styrox-kuula. Mutta en usko että ihmisen kokoinen ja muotoinen teräspatsas putoaa juurikaan nopeampaa noilla nopeuden suuruusluokilla kuin ihminen.
Jalkapohjan ja maan välillä toki saattaa vaikuttaa suurempikin iskumainen kuormitus maahan osumishetkellä (vrt. pudota pelkkä irtonainen jalkaterä maahan). Siinä tiheydellä on tietysti merkitystä. Sitten laskussa pitäisi tietysti ottaa se huomioon että maahan osuttaessa puolimatkassa joustoa, osa ihmisen ruumiista on jo pysähtynyt (ainakin jalkaterät ja sääret) jolloin liikkuva massa on pienentynyt.
Oon miettinyt että jos putois lentokoneesta tai muuten tosi korkealta, kuinka paljon teoriassa voisi hidastaa vauhtia sukeltamalla maksiminopeutta pää edellä ja sopivassa kohtaa (siis edelleen teoriassa) kääntää vauhti vaakalentoon ja ennen veteen putoamista kääntäisi sukelluksen ylöspäin ja jalat edellä veteen?
Käytännössä tätä temppua tekevät
eniten tavalliset laskuvarjohyppääjät,
joiden yleisin vamma on nilkan murtuminen.
Kun he havaitsevat, että on tulossa ns.
kova laskeutuminen, niin he tekevät
kuperkeikan. Putoamisen ja liikkeen
liike-energia kulutetaan taikka otetaan
vastaan KOKO keholla eikä pelkästään
jalkojen ääripäällä elikkä nilkoilla
yms. Lähes kaikki akrobaatit tekevät
jonkinlaisen voltin putoamisen
yhteydessä jollei se ole suoraan
alaspäin. Tämä auttaa vähentämään
hetkittäistä huippukuormitusta
johonkin tiettyyn elimeen.
Tärkeimmäksi tekijäksi suorassa
pudotuksessa jaloille muodostuu
jalkimien energian absorbointikyky
ja joustotekniikka.
Pitää olla jalkineet, jotka
tukevat nilkat, jotteivat ne
nyrjähdä. Lisäksi auttaa, jos
jalkineen puhjat ovat mahdollisimman
iskua vaimentavat. Vertaa auton
iskunvaimentimet, jotka muuntavat
iskuenergian öljyn pumppaamiseksi
läpi pienen reiän, joka kuumentaa
öljyä. Tällaisella iskunvaimentajalla
jaetaan iskun hetkettäinen huippuenergia
pitemmälle vaikutusajalle ja sen
huippuarvo laskee. Vastaavaan tulokseen
pääsee jalkojen lihaksilla
ja oikealla joustamisella
elikkä putoamistekniikalla, mutta
tällaisessa on aina vaarana nilkan
murtuminen, jollei tekniikka ole
täysin hallinnassa ja jollei
laskeutumisalusta ole täysin
tasainen. (Esimerkiksi putoaa kiven
päälle, jolloin nilkka on vinossa
asennossa iskun sattuessa).
Suosittelen että kokeilet asiaa
pudottamalla 70kg painavan säkin,
johon liitätä kaksi suoraa
puukeppiä jaloiksi (sääriluun
paksuinen) em. korkeuksista.
Hyvin pian huomaat, että puukepit
murskautuvat aluksi törmäyspäästtän
ja jos saat iskuun vaimennusta esim.
jalkineilla, niin törmäyksen energia
ei enään tule kokonaan kepeille.
Jäykät kepit siirtävät edelleen
energiaa säkkiin ja tuhoavat säkin
sisuksia, riippuen siitä, mikä em.
kokonaisuudessa on se joka antaa
ensiksi periksi.
Elikkä jos jalat kestävät, niin
munuainen voi silti repeytyä irti.
Summa summaarum: On kyse siitä, millä
tekniikalla ja apuvälineillä voi jakaa
iskuenergian mahdollisimman pitkälle
ajalle ja usealle elimelle tasaisesti.
Kissan tekniikka on se, että sillä on
neljä erittäin lihaksikasta jalkaa ja
häntä. Se jakaa iskuenrgian kaikille
jaloilleen ja tekee erittäin tehokkaan
joustoliikkeen. Iskun vaikutus jakautuu
pitemmälle ajalle ja useampaan pisteeseen
kehossa. Tämän takia kissa putoaa aina
jaloilleen (sanonta).
Tykinkuulana toimivat akrobaatit hyppäävät
yli 50 m ilmassa ja pysähtyvät selkä edellä
joustavaan verkkoon ottaen vastaan 12 G (!!!!)
pysäytysenergian.
(Suosittelen varovaisuutta)
hyppivät sukeltajat, kuinka korkealta voi hypätä
terveenä ja hengissä, minkälaisia g-voimia tulee veteen iskeytyessä?
onkos tietoa?
tuo alkuperäinen kysymys olisi käytännösssä ratkaistavissa hyppäämällä vaakalle.
Veden G-voimiin liittyy hidastava vaikutus. Nääs vesi on hieman ihmistä kevyempää, joten joustovaraa tulee reilusti enemmän. Tarkkaalukua en osaa arvioida...
Veden pintajännitys tekee käytännössä
pahaa jälkeä! Jos putoamismatka on
vähääkään suurempi. Taikka vaatii
erinomaista törmäyksen hallinnan
tekniikkaa (pellehyppääjät,
jyrkännesukeltajat jne.)
Käytännössä kaikki Golden Gate
sillan rakennustyömaalla veteen
pudonnet työmiehet kuolivat.
Lisäksi ainakaan niistä 1200
Golden Gate sillalta hypänneestä
ei ole jäänyt kukaan henkiin:
(Lainaus)
Every two weeks, on average, someone jumps off the Golden Gate Bridge. It is the world’s leading suicide location. In the eighties, workers at a local lumberyard formed “the Golden Gate Leapers Association”—a sports pool in which bets were placed on which day of the week someone would jump. At least twelve hundred people have been seen jumping or have been found in the water since the bridge opened, in 1937, including Roy Raymond, the founder of Victoria’s Secret, in 1993, and Duane Garrett, a Democratic fund-raiser and a friend of Al Gore’s, in 1995. The actual toll is probably considerably higher, swelled by legions of the stealthy, who sneak onto the bridge after the walkway closes at sundown and are carried to sea with the neap tide. Many jumpers wrap suicide notes in plastic and tuck them into their pockets. “Survival of the fittest. Adios—unfit,” one seventy-year-old man said in his valedictory; another wrote, “Absolutely no reason except I have a toothache.”
(/Lainaus)
Yksikin viesti:
"Absoluuttisesti ottaen ei mitään muuta
syytä hypätä kuin että minulla on
hammassärky"
(ELÄMÄ ON.... ????)
A) Veden pintajännitys
B) 4 asteinen pohjoisesta tuleva vesi ja avun tulo kestää
C) Veden mataluus
Kuinkas korkea pudotus on. Olen kuullut hyppääjistä, jotka hyppäävät 50M ja selviävät ehjinä...
Pintajännityshän on sitä pienen mittakaavan asiaa kun pisara pysyy pisarana ja vesieläimet kulkee vetten päällä. Tässä on kyse paljon väkevämmistä asioista. Esim. seuraukset ovat yhtä tuhoisat kun hyppää 100m:stä fairyllä terästettyyn veteen (astianpesuaine tuhoaa veden pintajännityksen).
Tässä on kyse vain massan hitaudesta. Vesi on raskas aine ja sen nopea liikuttelu (syrjäyttäminen) vaatii paljon voimaa. Vesi on kuin iskunvaimennin tässä yhteydessä. Mitä nopeampi isku sitä suurempi vaimennus. Esim. 100m:stä pudottaessa vesi on jo käytännössä kivikova laskeutumisalusta ihmiselle. Mythbusters:sissahan ne pudotti sitä törmäysnukkea jostain 50m:stä, ja raajat jo lenteli irti. Ja kiihtyvyyslukemat olivat tappavat.
Kait kuolinsyy on liian suuri
hidastuvuus ja siitä johtuvat
vauriot sisäelimissä: aivoissa
jne. taikka ainakin viimekädessä
tajuttomuus ja siitä johtuva
hukkuminen.
Ainakin lumeen 255 ft = n 85 metriä:
http://www.denverpost.com/extremes/ci_3529849
Veteen korkeimmat hyppytasanteet ovat
noin 100 ft = n 30 metriä. Ei tarkempaa
tietoa. 50 metriä voi olla kutakuinkin
maksimi.
Niin totta tosiaan. Pintajännitys ei
varsinaisesti ole tärkein syy
hidastuvuudelle veteen törmättäessä,
olet oikeassa.
Aurausteoriaa kehittelemällä tulee siihen
johtopäätökseen, että mitä terävemmän
kartion keho muodostaa osuessaan veteen,
sitä pehmeämpi on hidastuvuus. Joten
sukeltamalla pää edellä kädet teräväksi
kartioksi muodostettuna taikka jalat
edellä tiukasti yhdessä ja ojennettuna
voisi saavuttaa parhaan lopputuloksen.
Mahdollisimman virtaviivainen ja jäykkä
asento on paras. Ei saa missään nimessä
raajat harittaa joka suuntaan, eikä
mahalleen tai selälleen veteen. Mutta
tämän taita jo lapsikin osata
vaistomaisesti. Ja heti kun tulee veteen,
niin on taivutettava kaarelle, jotta
liike kääntyy pinnan suuntaiseksi,
jottei tule mahdollinen matala pohja
liian nopeasti vastaan.
Mutta auttaako raskas kivi käsissä
sukeltamista pää edellä? Vai kolahtaako
pää kiveen, kun kivi osuu veteen? Vai
pitääkö kivestä irroittaa ennen osumista?
juuri maikkarin myytinmurtajissa pari viikkoa sitten. käyttivät lekaa ja törmäysnukkea.
tulos oli tappavaa eli ei toiminut esitörmäytin..
Eli selviääkö hengissä pudotuksesta, joka olisi 500M ja hyppäisi esimerkiksi öljyyn, jossa ei ole pintajännitettä ja on tiheydeltään pienempää kuin vesi. Tai jos hyppäisi johonkin kemikaaliin vielä korkeampaa, mutta eikös sitten ilmanvastus toimi hidastavana tekijänä ja eikös silloin kuole jo esimerkiksi lämmönkasvamiseen tai paineen vaihteluun?