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B2 · 超人接住坠楼的人,为什么两个人都得死?

冲量

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超人从空中接住一个坠楼的人,画面很帅,但如果你算一下,会发现人活不下来。问题不在接不接得住,而在于减速的过程。一个人从高处掉下来。掉得越高,落地越快,但空气阻力会限制住速度。

最后会稳定在 50 米每秒左右,也就是每小时 180 公里。这个上限叫终端速度。我们就按 50 米每秒来算。要让他停下来,动量必须减少:70 公斤乘 50 米每秒,等于 3500 千克米每秒。

这个变化量是固定的,逃不掉。这里的核心是冲量。冲量等于力乘以作用时间,动量变化量一定,时间越短,力就越大。如果超人硬接,整个减速过程只有 0.01 秒,那他要用 35 万牛顿的力去接。

相当于 35 吨压在那个人身上。还有一个问题:力是相互的。超人用 35 吨的力去接那个人,那个人也就用 35 吨的力,压在超人身上。牛顿第三定律,没有例外。

所以接住这个动作,对双方都是一次撞击。超人扛得住,是因为他刀枪不入,但那个人扛不住。关键在缓冲距离。同样的动量变化,缓冲距离越长,受力越小。

我们来看三种情况。缓冲距离加到一米,受力降到大约 9 吨,还是必死。把数字代进去:要让一个人活下来,加速度得压到 10 个 g 以内。按 50 米每秒算,需要的缓冲距离大约是 13 米。

受力会降到 700 公斤左右,那差不多是那个人体重的十倍。也就是说,超人得跟着他一起往下走十几米,而不能停在半空中硬接。所以超人该怎么接?先追上去,和那个人保持同样的速度,然后一起慢慢减速,把减速的时间拉长,受力才能降下来。

接住,从来不是一个瞬间的动作。想聊的在评论区说说。