エレベーターが落ちる前にジャンプ

たとえばの話ですが、エレベーターのワイヤーが切れてエレベーターが
地面に向かってものすごいスピードでおちたとします（安全装置などは抜きます
この時エレベーターが地面に着く寸前に中に乗っていた人間がジャンプしたら
どうなりますか？理科的に説明してほしいのですが・・・
エレベーターに乗ってた人は1人だとします
回答お願いします

No.5 回答者： mazeran 回答日時： 2010/11/15 13:39

簡単に説明します。

エレベータが地面に着く瞬間のスピードが時速１００キロだったとします。
その寸前に中の人が上向きに時速２０キロでジャンプしたとします。（対エレベータ速度で）
結局中の人は、１００－２０＝８０で、時速８０キロの速さで地面に（エレベータの床面に）叩き付けられます。

時速１００キロでジャンプすれば、何事もなかったと言う結果になります。
しかし、現実的に不可能であることはわかりますよねッ！。　^^v

No.4 回答者： e32111 回答日時： 2010/11/13 17:31

物理は勉強してないのかな？

詳しい式は別の方がやっているので感覚的な理解の助けになればと文字のみで説明します。

まず、落下距離がある程度あると浮いちゃいますが
これについては他の方が説明してるので割愛。

次に、無重力になる前ですが
例えばエレベーターがガラスみたいに透明なもので出来ているとして
地上にいる人からそのエレベーターと中の人が見えるとします

エレベーターが落下し中の人がジャンプします。
中にいる人は一瞬ジャンプして上昇しますが
地上から見た人は中の人が飛び上がりつつもエレベーターと一緒に落下しているのが見えます。
あとは・・・まぁ説明しなくても大丈夫でしょう

つまり落下速度が少し減るだけでまず無事ではすまないです

No.3 回答者： do_ra_ne_ko 回答日時： 2010/11/13 16:09

質量ｍの人間が質量Ｍのエレベーターに乗っていたとします。

ｍがＭに乗り込んで、エレベーターが上昇を開始する時には上向きの加速度αが加わります。
ｍに働く力は　ｍ＊（ｇ＋α）なので体重がおもくなったように思える筈です。
しかし、この短い時間の後ではＭは等速上昇運動をしますので、体重は　ｍｇ　です。

これとは逆に下向きに動き始めるときには同じような運動をするとすれば　
体重は　ｍ＊（ｇ－α）です。

それから一定速度で降下を始めますが、このときには　α＝０　で　体重は　ｍｇ　です。

そしてロープが切れた瞬間に、ｍ　も　Ｍ　も同じように下向きの速度をましてゆき
両方とも加速度　ｇ　となります。

ｍにとって体重がｍｇであったものが　ｍ＊（ｇ－ｇ）＝０　つまり無重力状態になります。
このときジャンプをしようにも、足がエレベーターの床についていないというか単に接触しているだけです。

足を曲げることはできますが、多分エレベータの空間のなかで宇宙飛行士のように体が
宙に浮いてぐるぐる回転を始めるのでしょう。

従って落下衝突の衝撃を和らげるためのジャンプという方策は実行不可能でしょう。

No.2 回答者： BookerL 回答日時： 2010/11/13 15:00

　エレベーターが地面に着くときの速度と、中で人が飛び上がる速度によります。

　垂直跳びの世界記録が 129ｃｍくらいらしい（Wikipedia 垂直跳び より）ので、これで計算すると、ジャンプする速度は

√(２×９.８×１.２９) ≒ ５

で、約 ５m/s です。

　エレベーターが ３０ｍくらいの高さから落下し、安全装置も空気抵抗もなければ、地面に着くときの速度が

√(２×９.８×３０) ≒ ２４

で、 ２４m/s くらいになります。このエレベーターの中で、５m/s で飛び上がり、直後にエレベーターが地面にぶつかって止まったとすると、中の人間はエレベーターの床に ２４－５＝１９m/s の速度でぶつかります。
　これは、

１９^2 ÷(２×９.８) ≒ １８

で、約１８ｍの高さから落ちたときの速度に相当します。

　結論：３０ｍの高さから落ちたエレベーターが地面に着く直前に、垂直跳び世界記録と同じ速度で飛び上がったら、その人が床にぶつかる衝撃は、１８ｍの高さから落下したときの衝撃と同じになる。

　

No.1 回答者： Cupper-2 回答日時： 2010/11/13 14:49

無重力状態から、いきなりエレベータの床に叩きつけられます。

箱が落ちている状態において箱の中は擬似的な無重力状態になります。
（箱と中の物が同じ速度で重力に引かれる）
しかし人が落下していることに変わりありませんからね。

エレベータが地上に墜落するときの速度よりも速い速度でジャンプできれば、叩きつけられることはないでしょう。
（だったら、逆に脚で衝撃を吸収できるでしょうね）