- 寫給孩子的趣味物理學(xué)
- (蘇)雅科夫·伊西達(dá)洛維奇·別萊利曼
- 489字
- 2019-12-27 14:51:27
3.6 運(yùn)動員延遲跳傘
你應(yīng)該見過從十幾千米的高空往下跳的跳傘運(yùn)動員,他們不立即拉開降落傘,為什么呢?難道不是說打開傘后,人的下降速度會降低很多,從而能夠安全著陸嗎?然而實際上通常他們在跳出飛機(jī)后要在空中自由墜落一段時間,直到下降相當(dāng)長的距離后才會打開傘環(huán)徐徐落下。
大多數(shù)人認(rèn)為在開傘前,那些跳傘運(yùn)動員就像是被從高空丟下的石頭一樣,空氣的阻力使得跳傘運(yùn)動員下降的過程由最初的加速運(yùn)動變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動。用力學(xué)示意圖和計算能夠大致畫出延遲開傘的傘圖。當(dāng)跳傘運(yùn)動員從機(jī)艙內(nèi)跳出時,他的加速下落只發(fā)生在最初的12秒或者更短的時間內(nèi),這個時間同跳傘運(yùn)動員的體重有關(guān)系,體重輕的人需要的時間更短。在這短短十幾秒內(nèi),運(yùn)動員下降了400~500米,速度大概能達(dá)到50米/秒,直到他開傘前都維持著這個速度。
其實,物體從高空墜落的速度并不是像人們想象的那樣,其下降速度是一直在遞增的,直到快落地時,速度會非常大。從天空中滴落的雨滴,它下落的過程也與跳傘運(yùn)動員類似,不過雨滴的質(zhì)量較輕,它從空中滴落維持加速度的時間只能維持1秒鐘左右,甚至更短的時間。雨滴最后的速度大概只能達(dá)到2~7米/秒,這個速度的差別也由雨滴的大小決定。