Физика падений: почему опаснее упасть с третьего, а не с четвертого этажа

26 Просмотров Нет комментариев

Физика падений: почему опаснее упасть с третьего, а не с четвертого этажа

Траектория падающего человека, длина полета и место приземления зависят от множества условий. Судмедэксперты по характеру травмы могут определить обстоятельства падения. Информация о том, как человеческое тело ведет себя в полете, может помочь не только раскрыть преступление, но и уменьшить тяжесть травм. 

Падения могут быть «активными» и «пассивными». В первом случае человеку придает ускорение некая посторонняя сила (например, его толкнули) или же он сам (совершив прыжок или оттолкнувшись от подоконника). «Пассивное падение» происходит без дополнительного ускорения — к примеру, при срыве с крыши. 

И в том, и в другом случае в процессе полета тело может изменить положение, а также отклониться от перпендикуляра, связывающего точку, откуда началось падение, и место приземления. Это происходит за счет взаимного перемещения частей тела, имеющих разную массу и объем, а также из-за вращения туловища вокруг центра тяжести или точки соударения с препятствиями. Этот фактор зависит от телосложения — роста, веса, индивидуальных особенностей, а также от стартового положения, высоты падения, траектории, наличия ускоряющей силы и точки ее приложения. 

Изначальный толчок не всегда увеличивает расстояние отлета. Чем ближе к центру тяжести (он находится в районе пупка) приложена ускоряющая сила, тем дальше тело отлетает от перпендикуляра. И наоборот: удар намного выше или ниже центра тяжести обычно сопровождается движением вниз по прямой, и тело приземляется в точке пересечения перпендикуляра падения с плоскостью соударения или даже перед ней (если начальной точкой была выступающая часть здания).Физика падений: почему опаснее упасть с третьего, а не с четвертого этажаТрейсер Эрик Мухаметшин совершил уникальный прыжок с крыши 8-этажного дома на крышу 5-этажного

Если же тело падает из вертикального положения без дополнительного ускорения, то оно летит по параболе, а место соударения с поверхностью всегда находится дальше перпендикуляра падения. Величина отклонения в таких случаях зависит от высоты. 

Физика падений: почему опаснее упасть с третьего, а не с четвертого этажаСхема падения человека без дополнительного ускорения

Исследователи выяснили, что при падении манекен вращается вокруг центра тяжести во фронтальной плоскости. Количество оборотов зависит от высоты. Падая с семи-восьми метров (третий этаж), он поворачивается на 180° и ударяется о землю головой; полет с высоты десяти-одиннадцати метров (четвертый этаж) приводит к обороту в 270°, после чего человек приземляется на спину.  

Физика падений: почему опаснее упасть с третьего, а не с четвертого этажаСхема падения человека

Сила удара при приземлении зависит от массы тела и скорости его движения. Причем сама масса на скорость никак не влияет. Разная быстрота падения тел с разной массой связана с сопротивлением воздуха, которое, конечно, будет больше для перышка, чем для гири. Если до полета тело человека находится в покое, то стремительность его движения будет зависеть от высоты и ускорения свободного падения. Последняя величина зависит от уровня, на котором изначально расположен объект, но она столь незначительна, что этим изменением обычно пренебрегают. Практически скорость полета тела определяется высотой. 

Физика падений: почему опаснее упасть с третьего, а не с четвертого этажаФормула для расчета скорости падения

Тяжесть полученных травм напрямую связана именно со скоростью падения, а не с высотой. В полете человек инстинктивно пытается зацепиться за ветки или балконы, чтобы затормозить себя. Конечно, это может привести к дополнительным увечьям, но смягчит повреждения при последнем ударе о землю. 

Большая скорость получается при падении с быстро движущегося предмета. Когда мы падаем с велосипеда или прыгаем из машины, наше тело получает скорость этого средства передвижения и стремится двигаться вперед. Так работает инерция — свойство тела оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения в отсутствие внешних воздействий (сопротивления воздуха или силы трения). Из-за инерции мы летим вперед, когда средство передвижения резко останавливается.

Физика падений: почему опаснее упасть с третьего, а не с четвертого этажаПадение с велосипеда

В случае вынужденного прыжка можно выбрать направление, в котором прыгать. Физика говорит, что правильнее прыгать назад, чтобы уменьшить скорость, приобретенную от движущегося предмета. Но в любом случае есть угроза упасть, так как верхняя часть туловища будет еще двигаться, когда ноги уже остановятся, коснувшись земли. Поэтому падать по направлению хода поезда безопаснее, чем назад, — в таком случае человек выставляет ноги вперед (или пробегает несколько шагов), предупреждая падение. При прыжке назад этого спасительного движения не будет и вероятность получить травму становится выше. Кроме того, прыгая вперед, человек выставляет перед собой руки и ослабляет силу удара. Однако если требуется выбросить из поезда багаж, лучше делать это против движения поезда. 

Повреждения при падении зависят как от законов физики, так и от строения человеческого тела. Поскольку ткани организма эластичны, имеют разную упругость и сопротивляемость, а некоторые части тела могут перемещаться, — это значительно снижает силу удара. Но, конечно, его можно ослабить за счет упругого сгибания конечностей и одновременного приземления на несколько точек. 

Источник: ria.ru

Об авторе

Похожие статьи

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены (обязательно)