電影里撐傘跳樓的場景,到底靠譜嗎?
封面圖片作者 Florian Contegreco
在各類影視作品中,我們經常可以看見這樣的神奇一幕——
主人公在危急時刻被迫在空中發生自由落體運動,但卻能靈機一動打開一把雨傘,最終安全落地。
↑圖片來源於周星馳主演的電影《百變星君》
那麼在現實生活中,一個人可以撐著傘從高樓往下跳並最終安全落地嗎?
小編本著十萬個為什麼的精神請來雲格物LAB大神,為大家開啟本期不插電大課堂!
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開講之前,我們需要假設蒜小美同學(對,又是她)
從高樓撐著一把堅固無比的傘往下跳
那麼這時候大致參數如下:
人的體重m為60kg(希望蒜小美不要毆打小編)
樓的高度H為50m
蒜小美的雨傘半徑為0.4m
由公式F=ma 推出
其中Cd指的是空阻係數,S為特徵面積,v為速度
……(因太複雜此處省略一些步驟)
得到
……(哦,繼續省略)
再推出
……(嗯,你懂得)
最終得到結論如下
大神不擅長計算,但是藉助科技的力量——數值計算(嗯,也就是模擬)
得到如下結論:
如果蒜小美從撐著傘跳下去,那她的落地速度大概為26.4米/秒(此處Cd值為1.75,借用降落傘的空阻;s用的是傘橫截面積)
這樣看來,很有可能結局是這樣的
為了更加具有說服力
大神還用OpenFOAM進行了一次簡單的模擬
(大神低調地說,是簡單的模擬)
↑雨傘內表面壓強場
↑雨傘外表面壓強場
↑空氣流動的streamline
從模擬結果看,傘面內部壓強場最高點增加了560Pa(相對於一個標準大氣壓強),外部則減小了290Pa,一共的壓強差為850Pa,相當於一平米850N,換句話說也就是類似於站了一個85kg左右的人……
umm,聽起來還是挺重的~
但根據伯努利公式:
進行計算後可以求得傘面內部壓強大約增加了450Pa。
造成這個結果上的差異主要還是因為在實際情況中空氣是可壓縮的!
但不管哪種情況,在如此高的壓強場作用下,在現實生活中還沒有哪把傘經受得住如此大的考驗。
所以通常情況下,還沒落地,傘就已經分崩離析了……
不妨來算一下,
假設在沒有這樣一把傘的情況下,蒜小美直接從高樓往下自由落體。
(對不起,把你寫血腥了...)
其落地的速度大約為30.8米/秒,也就是說帶了把普通雨傘,落地速度可以大約減少4.4米/秒至26.4米/秒。
雖然也是於事無補啊~
小編在課後用大神的公式進行了一次反向推導:
如果蒜小美同學想要重現卷福在電視劇里的場景,在保證傘足夠堅固的前提下,需要將傘的直徑增大到驚人的
5.8米!!!
Are you kidding me???
先不說這麼大的傘是否存在
如果真的撐著這麼大一把傘往下跳
會是什麼樣的一種體驗?
具體結果請參考下圖
↓↓↓
溫馨提醒:危險動作,純屬玩笑,請勿模仿。
本期腦洞工作小組 = 威爾+ JOE+ 大神+ 開飛機的宣宣
溫馨提醒:模擬真是個好東西。
微信公眾號:yungewu
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