パラグライダーが急降下、地面衝突間際にジャンプ

Question

パラグライダーやパラシュートなど、空間に飛行中の物体が落下し、地面に衝突するとします。
その際、地面衝突間際に身を離し、地上1ｍあたりでジャンプすれば、無傷で済みませんか？

パラグライダー、パラシュートでなく、一人用ヘリコプターなどでもいいです。

nekochari · Accepted Answer

水平速度と垂直速度がありますが、条件を単純化して、垂直速度だけにして考えてみると、要するに、何か物体とともに落下していて、地面衝突寸前にその物体を蹴り下げることによって上にジャンプすることができたとして、落下速度をどのくらい軽減できるか、という問題ですね。エレベーター落下時とかに良く議論されることだと思います。

高さ H から自然落下した場合の衝突時の速度は、√(2gH)。同様に、垂直跳びで高さJ飛び上がれる初速度は√(2gJ)です。差し引きの速度は、√(2g)(√H - √J)となり、これは自然落下の距離になおすと、(√H - √J)^2となります。

10mから自然落下した場合の速度は、√(2g*10)から14m/sec、1mジャンプする速度は、4.4m/sec ですから、9.6m/sec に減ずることができ、これは4.7mからの自然落下時の速度に相当します。思ったよりは減弱効果がありますね。

100mからだと、44.3m/secなので、ジャンプしても39.9m/secとなり大して変わりません。距離になおすと81m相当になります。致命的なことに変わりはなさそうです。

なお、機体等が無い場合には、蹴る対象がないため、ジャンプのしようがありません。また機体等を蹴ることによりその分機体等の落下速度が増すことになりそうやってエネルギー保存の法則がなり立っています。

水平速度の場合も単純な差し引きで、垂直ジャンプで1mの脚力の人が同じ速度で水平に動こうとすると、4.4m/sec = 15.8km/hなので、その程度の速度の低減ということになります。

急いでザッと計算式を作ったので、諸兄の検算等のチェックを期待します。

lazydog1 · Answer

>その際、地面衝突間際に身を離し、地上1ｍあたりでジャンプすれば、無傷で済みませんか？

仮に、地上1m手前でジャンプして落下速度をほぼ0にできたとすると、それは1m高い地面に着地するのと同じです。

高いところからの落下による高速度から、身長程度の距離で急停止するなら、そのGは非常に大きく、落下距離を1m程度減らしても、助かりません。

Hayashi_Trek · Answer

よく、落下するエレベータとかで問題になるやつです。
たしかに、衝突速度と同じ速度でジャンプすれば、（理論上）速度ゼロで着地できます。

ただし、衝突速度を打ち消す速度でジャンプするには、地面でジャンプした場合には落下開始した高さまで到達できる（ドラゴンボール戦士のような）ジャンプ力が必要になります。

さらに言えば、そんなジャンプをする脚力があるなら、落下状態での着地にも難なく耐えられるはずです。

malaytrace · Answer

人間がジャンプする程度で相殺できる落下速度なら、そのまま降りても大丈夫です。ジャンプ後に伸びた態勢で地面に叩き付けられるのと、それに備えた態勢で叩き付けられるのと、ジャンプの効力はその差を埋められるでしょうか。
　但し普通パラグライダーと操縦者はハーネスで結合されていますので、ジャンプはできません。機体とハーネスを結ぶラインをまとめたライザーを握って瞬間的に懸垂すれば同じ効果があるかもしれませんが、そんなことをするくらいなら、ブレークコードを引いて前進速度を揚力に換えて落下速度を落とすという普通の操縦の方が確実で効果がありますし、水平方向の対地速度を減少させ安全に着地できます。着陸直前に機首を上げる飛行機のランディングと同じですよ。

というあたりまえな答えを書いてもおもしろくないですね。

壁の無いエレベータが降りていると仮定し、停まらない階で飛び降りることを考えます。
　高校生の垂直跳びは男子で60cmくらいだそうですので、鉛直投げ上げで最高点0.6mとすると初速度が3.4m/sくらいですかね。
低速のエレベータであれば、仰せの通りジャンプすることで「無傷で」途中降機できそうです。タイミングを間違えれば命が危険だと思いますけど。

パラグライダーの着地時の事故はむしろ何かに「突っ込む」方が多いのではないかと思いますね。２回見たことがあります。小屋とブルドーザ。救急車も来てました。構造上落下速度は低いですが水平方向の対地速度は結構ありますので。（グライダーだから。パラシュートとは違う。）
　落ちる方では「失速」ですが、これはパニック状態になった人がブレークコード引き過ぎて失速したのを見ました。いやあ、あれは怖かった。見事に「スコン」と落ちますね。
　風が安定せず、下降流があるときも落ちますね。これは風があんまり良くない時に自分がダミーで飛ばされ（その時練習していた中では経験多い方だったため）離陸直後に「あれ？浮かないぞ。」という感じで「するする」と降りてしまいました。それで午前のレッスンは中断。
　結局、仮免状態で終わってしまい、パイロットまでは行かなかったのですが、いろいろとおもしろい経験ができました。
　なお、尻もちは脊椎損傷の恐れがあるため、初心者用ハーネスは分厚い「ざぶとん」みたいなのが付いてましたね。足で落下の衝撃を吸収するのが基本のようです。

yaasan · Answer

地面からジャンプして着地する時、両足に衝撃がありますよね。
飛び上がった高さから地面までにかかる重力で衝撃が起こる訳です。

件の落下の際に飛び上がると体が重力に抵抗した分、衝撃が軽くなるように勘違いしますが、結局は飛び上がった分の重力がまた働き、何もしないのと変わらない衝撃を地面との激突時に受けます。

Wr5 · Answer

パラグライダーやパラシュートの「ぶら下がってる」ものでのツッコミは入っているので…
ヘリの場合だと、ジャンプした先にはメインローターが回っていますが？
オートローテーションで軟着陸遂行中だったとしても、ローターは回っています。
オートローテーションではない墜落中のハナシだとしても…やっぱり回っているでしょう。
# テイルローター破損などの墜落中なら自分も回ってますけどね。

それとも、外に出ないって状態でのジャンプでしょうか？
コクピットの天井に頭ぶつけるだけです。

空気分子を蹴りつけるコトで落下速度をほぼ0にして無傷で着地！
が可能なら、そもそも空気分子蹴りつけなくても怪我なんぞしない肉体をもっているかと。
# うっかり全力疾走したらE.T.の自転車よろしく上空に駆け上がれることに。

komaas88 · Answer

パラグライダーの地面との相対速度A、それに対して、人間がそのパラグライダーを蹴ってどれほどマイナスの速度Bを作れるか、その合成速度A-Bが人間が地面に激突する速度です。垂直の場合、ほぼ並行の場合も考え方は一緒だと思います。多くの場合、パラグライダーはさほど質量がありませんから、人間がそれから有意の反作用を得るのは（ゼロではないでしょうが）難しいように思います。ヘリコプターなどの重いものなら飛び出すときに結構蹴りがいがあるので人間は逆速度が生み出されそうな気がします。

KGS · Answer

ジャンプするためには、その反力を受け止める固体が必要です。
それが無い場合、地上1mであろうが100mであろうが空中である以上、ジャンプはできません。

と言うような、くそ真面目な回答でいいんでしょうか!

greias · Answer

質問に質問で返すのもなんですが、パラグライダーやパラシュートで足が宙に浮いている状態でどうやってジャンプするのでしょうか？

もしも仮にジャンプできたとしても落下時の運動量はジャンプした程度で相殺できるようなものではないので、ほとんどそのまま落下した時と変わらないでしょう。
ジャンプして相殺できる程度の落下速度だとすれば、そのまま落下した方がむしろ安全かと思います。

パラグライダーが急降下、地面衝突間際にジャンプ

>その際、地面衝突間際に身を離し、地上1ｍあたりでジャンプすれば、無傷で済みませんか？

よく、落下するエレベータとかで問題になるやつです。

人間がジャンプする程度で相殺できる落下速度なら、そのまま降りても大丈夫です。

地面からジャンプして着地する時、両足に衝撃がありますよね。

パラグライダーやパラシュートの「ぶら下がってる」ものでのツッコミは入っているので…

パラグライダーの地面との相対速度A、それに対して、人間がそのパラグライダーを蹴ってどれほどマイナスの速度Bを作れるか、その合成速度A-Bが人間が地面に激突する速度です。

ジャンプするためには、その反力を受け止める固体が必要です。

質問に質問で返すのもなんですが、パラグライダーやパラシュートで足が宙に浮いている状態でどうやってジャンプするのでしょうか？

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