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エレベーター(エレベーター様の鉄の箱等でも可)が、高さ100mの場所からストンと落下した場合、中に乗っている人は死にますか。
死ぬという場合、地面へ衝突した時の乗客の状態はどのようになるのでしょうか?天井に叩きつけられるのでしょうか?それともエレベーターの床にハンバーグミンチのようにベチャンと押し付けられる感じでしょうか?

そしてこれに伴いもう一つ質問をします。

厚さ100mの鉄板(大きさは問わない)の上に人が乗り、
鉄の地面(とにかく硬い物。鉄板の衝撃でへこまない地面)に
高さ10000mから落下した場合、鉄板の上にいる人は死にますか。
死ぬとした場合、鉄板の上に居る人間にはどのような衝撃が伝わり
「見た目どーいう風になって(ここが一番聞きたい)」死にますでしょうか。地面に衝突した後時間差で人間に衝撃波が伝わって死ぬ感じでしょうか。

出来れば物理の専門用語等あまり使わず、わかりやすく教えて下さい。

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A 回答 (3件)

エレベータでは実感がわかないようです。


普段、ニュースや身近で起きる交通事故に
数値を置き換えてみましょう。
100mから自由落下する物は、
地面と当たるときに、約秒速44mほどになります。
時速に換算すると、約158km/時間(時速158km)
になります。これは、高速道路の自動車よりもはるかに早い速度です。
プロの投手の投げる最も早い球の速度と同じくらいです。
この自動車に衝突した衝撃よりも強くなります。
自動車は衝突の際に、車体がつぶれて衝撃を吸収しますが、
質問の例では、それがありませんので、悲惨な結果になると
思います。
二番目の1000mから鉄の台に乗って落下することでは、
どのような物に乗っていても、どのような大きさでも、
大きさや形状による空気抵抗を無視すれば、
時速500kmほどになります。
乗っている物が自動車であろうと、飛行機であろうと、
鉄の塊だろうと、衝突する速度は同じですので、
乗員の受ける衝撃は、さほど変らないでしょう。
人間の体は、自身の力だけで走れる最高速度の
100mを約10秒で走るほどの力に、
何とか死なない程度の耐力しかありません。
これを超えた速度では、体がつぶれたり、骨が折れたりします。
時速500kmで人間の生身の体が衝突することは、
想像したくありませんが、人間の体は、骨格があるとは
言っても、ほとんどが水です。
速度が早ければ豆腐と変らない状況でしょう。
質問者は、間に何か硬いものがあれば、衝撃をかわせると
思っているようですが、間に入るものは、柔らかくて、
衝撃の時間を引き延ばし、吸収する材料のほうが有利です。
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この回答へのお礼

成る程よくわかりました。ありがとうございます。
基本的にどんな厚さの鉄板があろうとも、死に方は
そのまま地面に落下した場合と変わらない衝撃が人間を襲うわけですね。

お礼日時:2008/04/09 21:23

ちょっと内容は違いますが、こんな実験を扱った番組があります。


参考までに。
※参考URLの一番下のムービー

参考URL:http://japan.discovery.com/mythbusters/myt00004. …
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この回答へのお礼

面白そうですね。見てみます。ありがとうございます。

お礼日時:2008/04/11 05:08

以下の話は実際エレベータに使われている安全装置を無視するとします。



例えばエレベータが崩壊を無視できる剛性をもっていて、エレベータがバウンドすることによるエネルギーの消失を無視できるとすると、
乗員が普通に100m落下したものと同様の衝撃に襲われることになります。

もしエレベータがバウンドしなければ、鉄板に乗員が落ちたのと同様の死に方をします。
エレベータと乗員がよくバウンドする素材だとすると、相対速度によってバウンドするエレベータの中で浮いているように見えるでしょう。(実際にそんなことはないでしょうが)
衝撃力は、秒速44mの「エレベータ+乗員」の重さを備えた物体がぶつかってくる状況を考えたらよいです。
このときエレベータの壁の厚さが50cmあったとしても衝撃力の伝播は人間には知覚できるレベルではありません。
そして人間ならまず間違いなく即死です。内臓をかき回されて死んだり、ひき肉になったり、もしくは両方だったり。
実際にはそんな衝撃に耐えうるエレベータはないでしょうから、即死したコンマ01秒後に落ちてくる天井と跳ねあがった床によってさらに潰されることになります。

鉄板の場合でもほぼ同様です。鉄の厚さが1000mあったとしても、
衝撃の伝播は知覚できるレベルではありません。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2008/04/09 09:17

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 僕
以前、何かでどんな物も空気抵抗を除けば、落下速度は同じだと聞いていたので、エレベーターが落下したとき、人は床に着いたまま落下する。

 友達
エレベーターが落下したとき、人が天井にぶつかって、エレベーターが地上に落ちたとき、床にぶつかる。

こういう、意見に分かれました。彼は、バスが発車するとき、人は後ろに押し付けられるじゃない?と具体例を挙げてくれました。そこで、つい、納得してしまいましたが、よく考えるとおかしいな?と思いました。
 
 実際はどうなんですか?

あと、彼に説得する場合、エレベーターと人間は共に重力がかかっているが、バスの場合、エンジンの力が人には常にかかっていないから、後ろに押し付けられる。っていうつもりですが、修正がある場合はお願いします。

Aベストアンサー

『僕』の考え方が正解です。

皆さん空気抵抗を考慮してますが、特に断らない限り空気抵抗は無いものとして考えるのが普通です。

また、空気抵抗がないとしても、重さに関係なく落下速度は同じなので、人とエレベーターは同時に同じ速度で落下するので、脚は床に付いたまま落下します。

もちろん脚と床は接触しているだけであって、床に人の重みはマッタク掛かっていません。

もし体重計に乗っているとすれば、落下の瞬間、体重はゼロになります。

人が動かなければ、エレベーターが地面に激突するまで、脚が床に接触したままの状態を保ちます。



バスの場合も、『僕』の考え方が正解です。

バスの場合は、バスが自分で動くのではなく、誰かがロープで引っぱっていると考えると考えやすくなります。

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エレベーターの場合は、エレベーターだけでなく、人も引力で引っ張られているのに対して、バスの場合は、引っ張られているのはバスだけであって、人を動かそうとする力は何もないので、人はいつまでも静止したままでいようとします。

しかしバスが動き出すと、人が立っている場合は、脚だけがバスと一緒に動こうとするので、体は後ろに倒れそうになります。

人が椅子に座っている場合は、椅子が人を動かそうとするので、椅子に押し付けられる様に感じると言うわけです。

『僕』の考え方が正解です。

皆さん空気抵抗を考慮してますが、特に断らない限り空気抵抗は無いものとして考えるのが普通です。

また、空気抵抗がないとしても、重さに関係なく落下速度は同じなので、人とエレベーターは同時に同じ速度で落下するので、脚は床に付いたまま落下します。

もちろん脚と床は接触しているだけであって、床に人の重みはマッタク掛かっていません。

もし体重計に乗っているとすれば、落下の瞬間、体重はゼロになります。

人が動かなければ、エレベーターが地面に激突する...続きを読む

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こんにちは。
お皿が床に落ちたときの衝撃が計算できれば良いのでしょうか?
地球の重力1Gは、重力加速度「g=9.8m/s^2」で表されます。これは加速度ですから、衝撃力やエネルギーとは違います。
地球表面では、リンゴはの落ちる速さは重さに関係なく1秒間に秒速9.8mづつ速くなります。ですから、枝から離れたリンゴの落ちる速度は1秒後には秒速9.8mになり、2秒後には倍の秒速19.6 mに達します。この運動に落ちる物体の重さが加われば、力やエネルギーに換算することができます。

>3. 約30CMから500gぐらいのお皿を落としたらどれぐらいの衝撃(力)がかかるのですか?

この場合、お皿の衝撃は、お皿を30cmの高さまで持ち上げるためのエネルギーと同じで良いと思います。位置エネルギーの計算式は、

「位置エネルギーU=質量m(kg)×重力加速度g(m/s^2)×高さh(m)」

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「速度V=g×√(2h/g)」

によって計算できます。各値を入れると、お皿が床に衝突するときの速度は、約「秒速2.425m」となります。
この速度で運動するお皿の運動エネルギーは、

「運動エネルギーE=質量m(kg)×速度V^2(m/s)/2」

ですので、
お皿が床面に衝突したときに解放されるエネルギーは

「E=1.47N」

となり、上記の値と一致します。

ということになると思うのですが、すみません、私はイマイチ他の回答者の皆さん方にのやり取りが理解でてきいません。もしかして、こういう質問ではないのですか?

こんにちは。
お皿が床に落ちたときの衝撃が計算できれば良いのでしょうか?
地球の重力1Gは、重力加速度「g=9.8m/s^2」で表されます。これは加速度ですから、衝撃力やエネルギーとは違います。
地球表面では、リンゴはの落ちる速さは重さに関係なく1秒間に秒速9.8mづつ速くなります。ですから、枝から離れたリンゴの落ちる速度は1秒後には秒速9.8mになり、2秒後には倍の秒速19.6 mに達します。この運動に落ちる物体の重さが加われば、力やエネルギーに換算することができます。

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そこでみなさんにご確認お願いしたいのですが・・・

A:まず落下時間をx=1/2gttより t=0.55(sec)
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よって約6.5kgの衝撃力

間違っている場合はご教授の程よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

衝撃力というのは、実は、難しいです。
落ちる人と、ぶつかる相手が、それぞれ、どういう弾性を持っているか、柔らかいか等で色々違ってきます。
つまり「衝撃を吸収するのにかかる時間」を与えないといけません。
例えば、こんな感じ。(「s」が、それにあたる)
http://www2s.biglobe.ne.jp/~ken-ishi/impact.htm


さて、
あなたの計算ですが、
落下時間は
1.5 = 9.8 × t^2 ÷ 2
t = √(1.5×2÷9.8)
  = √(だいたい0.3)
  = だいたい0.55s
ここまではよし

衝突時速度は
v=gt=だいたい5.4m/s
これもよし


だけど、もっと簡単です。
1.5mにある質量mの物体は、1.5mgの位置エネルギー
したがって、高さゼロになったら全部運動エネルギーなので
1.5mg = 2分の1 × m・v^2
したがって
v=√(1.5×9.8×2)=√(だいたい30)=だいたい5.4m/s


さて、最後
f=mv ←ここが大間違い
これは「運動量」です。衝撃の計算には使いません。

実は、さっきのリンクを見て分かるように、
1.5mg という位置エネルギーだけが衝撃の計算に使われ、先程の計算は残念ながら、徒労に終わったことになります・・・・・

衝撃力というのは、実は、難しいです。
落ちる人と、ぶつかる相手が、それぞれ、どういう弾性を持っているか、柔らかいか等で色々違ってきます。
つまり「衝撃を吸収するのにかかる時間」を与えないといけません。
例えば、こんな感じ。(「s」が、それにあたる)
http://www2s.biglobe.ne.jp/~ken-ishi/impact.htm


さて、
あなたの計算ですが、
落下時間は
1.5 = 9.8 × t^2 ÷ 2
t = √(1.5×2÷9.8)
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Q重りが落下した際の最大荷重(衝撃)値は?

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お解り方いらっしゃいましたら、お願いいたします。

Aベストアンサー

「衝撃荷重」という表現は工学分野での便宜的な量です。どれくらいの力が必要かが曖昧なのでおおよそのありそうな値で言っています。その力を重さで表現しています。意味は貴方の書いておられる「何kgの力で止まるか」と同じです。
瞬間的に止めるとしたら必要な力は無限大です。これは現実的ではありません。
重力の加速度の値を9.8m/s2として計算すると1m落下するのに0.45秒かかります。これを0.045秒で止めるとしたら加速度は10倍になります。0.0045秒で止めるとしたら加速度は100倍になります。加速度と質量をかけた値が力です。重力の加速度の10倍ということは重力の10倍の力が必要だということになります。
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「衝撃荷重」という表現は工学分野での便宜的な量です。どれくらいの力が必要かが曖昧なのでおおよそのありそうな値で言っています。その力を重さで表現しています。意味は貴方の書いておられる「何kgの力で止まるか」と同じです。
瞬間的に止めるとしたら必要な力は無限大です。これは現実的ではありません。
重力の加速度の値を9.8m/s2として計算すると1m落下するのに0.45秒かかります。これを0.045秒で止めるとしたら加速度は10倍になります。0.0045秒で止めるとしたら加速度は1...続きを読む

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Aベストアンサー

 h[m] の落下で、速度が √(2gh)[m/s] になり、このときの運動量は m√(2gh)[kg m/s]
 この運動量が t[s] で0になるとすると、働く力を f[N] として

 ft=m√(2gh)

 よって f=m√(2gh)/t

 これに m=80[kg]、g=9.8[m/s^2]、 h=20[m]、t=0.1[s] を入れて計算。

 g=10 として近似計算をすると、16000[N]

 g=9.80として電卓で計算すると
 有効数字3桁で 15800[N] くらいでしょうか。
 


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