もしも、スカイダイビングで上空2500m付近からパラシュートなしでダイブすると、おそろしい質問ですが、人間の地上にたどり着く姿形は一体?物理的観点から教えてください。骨密度や筋肉質など関係ないですが、ちなみに地上は柔らかい畑の土だった場合と真新しい頑丈なコンクリートだった場合で分けて聞いてみたいです!
抽象的でも大丈夫です。いろいろ気になってます。

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骨密度」に関するQ&A: 骨密度が

A 回答 (3件)

空気の抵抗で、落下し始めてから数秒~10秒で一定速度になります。

「終端速度」といい、180~200km/hだそうです。それでも十分速いですが。

参考サイト:
http://lumens.blog.fc2.com/blog-entry-28.html
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%AB …

地面に衝突すれば、当然のことながら「ぐしゃ」っと押しつぶされて・・・。
やわらかい土も、コンクリートも、そう大きな違いはないのではないでしょうか。
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この回答へのお礼

すごく分かりやすいサイトを教えてくれてありがとうございます!何となくお風呂でリラックスしていて手から雫が地につくまでを見てビックリするほど速かったのでスカイダイビングならどうなるのかなーって頭悪くて結末が分かりませんでした。このサイト見て数字はよく分かりませんけど相当な恐怖だと言うのは伝わりました。どうもありがとうございましたm(__)m

お礼日時:2017/04/17 12:35

身体を動かさないという条件であるならば、重心が体の中心になりますので、そこから離れた部位で重量のある部分、頭部が下になって激突します



地上に到達するまでの事なので、地上の固さは関係ありません
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この回答へのお礼

なんかチラッと聞いたことあります。落下速度は大きさや重さ関係なく同じとか。マッハ越えても生きてる人がギネスにも載ってました。頭って人間の羽子板の羽みたい。おそろしい。お返事ありがとうございます!

お礼日時:2017/04/17 12:40

色々と逸話はあるけど。


https://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%91%E3%8 …
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Q地上10Mからプールにダイブする時の体への負荷

 バラエティ番組で地上10Mからプールにダイブするとコーナーがありました。芸人さん達が普通に飛んでいましたが、体は大丈夫なんでしょうか?。

 10Mの高さから、助走などの勢いを付けづに水面に落下する時の衝撃ってどのくらいなんですか?。

Aベストアンサー

番組は途中まで観ましたが、ほんとに飛び込んでたんですね。


> 10Mの高さから、助走などの勢いを付けづに水面に落下する時の衝撃

位置エネルギー、運動エネルギーの関係
mgh=1/2mv^2
などから、ざっくりと秒速で14m/s、時速で50km/hになります。


大の字でビターン!と行けば、それなりの確率で死にます。
手足を伸ばした体勢で、足または手の指先からすっぽり水に入る「飛び込み」の体勢であれば、5mのプールを沈んでいく間の水の抵抗として、全身で吸収されます。

バラエティとは言えさすがに危険ですから、1.0m、2.5mとかの高さで飛び込みの指導員からの指導を受けた後でって事だとは思います。
飛び込み台の使用を許可するプール側の責任もありますし。

--
ちなみに、ダイビング用のプールを持っている施設では、飛び込み教室などの形で実際に10mの飛び込み台が体験できる場所もありますよ。

Qパラシュートの重り

最近、学校で 小型のパラシュートに付ける重りの重さを変えたら
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という実験をして、
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実験結果は、重りの重さが重くなるほど落ちるスピードも速くなったんですが、
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普通に考えたら、当たり前な話ですが、
この実験結果に物理的(科学的?)な説明を加えないといけないんです。

先生の話によると、空気抵抗とかが関係してるみたいなんですが、
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なので、この「重りの重さが重くなるほどパラシュートの落ちるスピードが速くなる」
という結果になる理由を教えてください。 よろしくお願いします

Aベストアンサー

まず、物体に働く力Fとそれによって物体が得る加速度aの間には、F=maという関係があります。ここでmは力が働いている物質の質量(質量をいうものを聞いたことがなければ、mは物体の重さと考えてください)です。つまり物体の重さmが同じであれば、物体に働く力が大きいほど加速度が大きくなり、加速度が大きいということは速度はより速くなるということです。この法則は、物理を始めるときに一番最初に習うことですから、もしかしたらもうすでにクラスで習っているかもしれません。

物体が落下するのは、その物体が地球に引っ張られるからで、地球が物体を引っ張るこの力を重力といいます。F=maの式に従えば、重さmの物体を地球が力(重力)Fで引っ張る時にも加速度が発生するわけですが、この時の落下の加速度は物体の重さによらず一定になることがわかっています。その時の自由落下の加速度は一般的にgであらわし、具体的にはg=9.8m/s^2でこれを重力加速度と呼びます。なぜ自由落下時の加速度が一定なのかということは考えずに、もうそういうものだと覚えてください。では、地球が物体を引っ張る重力はというと、さっきのF=maの式によればF=mgとなり、重力はmgであらわされることがわかります。

ここまでは、真空中(空気抵抗がない状態)での物体の自由落下の話です。

空気がある場合には、当然空気抵抗がかかります。抵抗は物体の運動を妨げる向きに働きますから、落下をしている物体の場合は、上向きに働きます。したがって、この落下する物体には下向きの重力mgと上向きの空気抵抗Rが働いていることになり、物体に働く正味の力は重力から空気抵抗を差し引いたmg-Rとなります。これが物体を落下させる力です。
F=maの式を使えば、mg-R=maとなり、空気抵抗がある場合の落下運動の加速度は、a=g-(R/m)となることはわかるでしょう。
再度言いますが、gは9.8(m/s^2)で不変です。Rは本当は速度によって変化するのですが、そこまでやり始めると微分方程式を解かなければならなくなるので高校物理の初歩でやるような話ではなくなります。Rは一定と仮定するんでしょうかね...?

仮にRを一定としてしまえば、a=g-(R/m)から、質量(重さ)mが大きいほど落下の加速度aが大きくなることはお分かりになると思います。つまり、mが大きければ物体の落下の速度も大きくなるわけです。


ちなみに空気抵抗がなければ質量(重さ)によらず同じ速度で落下することは簡単な実験でデモをすることができます。
3cmから4cm四方くらいの小さい紙片とノートまたは本を用意します。紙片とノートを同時に落下させるとノートはまっすぐに落ちますが、紙片はひらひらとゆっくりと落ちていきます。当然ノートのほうが落下速度は速い。次に、紙片をノートの上に載せてノートを落としたらどうなるか。もしも落下速度が質量(重さ)によって変わるのであれば、ノートが紙片をおいてきぼりにして先に落ちてしまうことになりますが、実際にやってみるとノートと紙片は同じ速度で落下します。この場合、ノートによって空気の流れがブロックされているため紙片には空気抵抗がかかっていません。非常に軽い紙片も空気抵抗がなければ、重いノートと同じ速い速度で落下できるのです。

まず、物体に働く力Fとそれによって物体が得る加速度aの間には、F=maという関係があります。ここでmは力が働いている物質の質量(質量をいうものを聞いたことがなければ、mは物体の重さと考えてください)です。つまり物体の重さmが同じであれば、物体に働く力が大きいほど加速度が大きくなり、加速度が大きいということは速度はより速くなるということです。この法則は、物理を始めるときに一番最初に習うことですから、もしかしたらもうすでにクラスで習っているかもしれません。

物体が落下するのは、その物体...続きを読む

Q宇宙からパラシュートで地球に降下

飛行機からパラシュートで地上に降りられますよね。
では宇宙飛行士は宇宙空間からパラシュートで地上に降りて来られないものでしょうか…?

Aベストアンサー

宇宙空間から,とおっしゃる点が曖昧ですが,ここでは高度200kmと考えましょう.

ところで,降りる前に軌道周回しているか,単に上がって降りるだけか,により,
少々異なって来ます.衛星軌道を周回している場合,それだけで最低でも秒速8km程度の
速度となっているからです.この速度で空気層に突入した場合,みなさまおっしゃるように,
空気との摩擦で高温となり,焼けてしまいます.(恐らく,一瞬でガス化します.)

軌道周回しておらず,単に「降りる」場合,高度200kmから大体高度100kmくらいまでは
殆ど空気抵抗の無い,自由落下と考えられます.また,重力加速度も9.8m/s^2とは異なりますが,
ここでは簡単の為,地上と同じくg=9.8としてしまいます.(丼勘定で十分でとします.)
0.5 * 9.8 * t^2 = 100000
∴t=約143秒
で上記高度差を「落ちます」.
この間に落下速度は,9.8*143=秒速1400m程度となります.
この速度のとき高度100km,ここからパラシュートの効果が出て来る,と考えますが,
大部分は成層圏以下になってからの制動となります.

大砲の弾は音速(秒速340m程度)より早い程度,しかし大砲の弾は真っ赤になっています.
それを考えると,上記の速度で濃い大気で制動をかけると,やはり空力加熱のために
焼けてしまうでしょう・・・と言うところで丼勘定を終わらせて頂きますが,

実際,回収されるカプセルは,その形状自体がパラシュートのようなもので,
希薄な大気でも十分な制動を受けられるように設計されています.

何か途中で,だめだな,と思ってはしょりましたし,えらくざっとした仮定ばかりの
丼勘定でしたが,従って,パラシュート様のもので降下させることは不可能ではないけれども,
高温に耐えられるか?と言う点のみ,不安要素となります.
宇宙飛行士が十分なアブレーションを起こしてその中の温度上昇を僅かにする
材料を着込めば,ご質問のことは不可能ではありません.

と言う結論に至りました.

宇宙空間から,とおっしゃる点が曖昧ですが,ここでは高度200kmと考えましょう.

ところで,降りる前に軌道周回しているか,単に上がって降りるだけか,により,
少々異なって来ます.衛星軌道を周回している場合,それだけで最低でも秒速8km程度の
速度となっているからです.この速度で空気層に突入した場合,みなさまおっしゃるように,
空気との摩擦で高温となり,焼けてしまいます.(恐らく,一瞬でガス化します.)

軌道周回しておらず,単に「降りる」場合,高度200kmから大体高度...続きを読む

Q50mの海底にある7Kgのアンカーを浮上させます。ドライアイス気化させパラシュートに受けます。必要とするドライアイスの体積は?

これから実験をしてみようと思っていますが水圧と浮力の関係が分りませんので宜しくお願いします。

海面から45度の角度でロープにつながれた50mの海底にある7Kgのアンカーを浮上させます。ドライアイスを海水と反応させ気化した二酸化炭素をパラシュートに受ける方式とします。
必要とするドライアイスの体積はどれくらいになるでしょうか?

1.アンカーはコンクリート製です(外径25cm高さ7Kgに相当)
2.アンカー7Kg以外(ナイロンロープ径7mm 70.7m 6Kg、パラシュート 1Kg)の重量は無視してもけっこうです。
3.ドライアイスの膨張率は大気圧(1気圧)で750倍です。

Aベストアンサー

No.4で回答したものです。
> ちょっと気になったのですが
> 二酸化炭素は空気の1.5倍の
> 重さがあることは浮力に考慮
> 必要なんですかね?

これ、実は私もちらっと考えてました(^^;

目安の計算法ですが、理想気体は気体の種類を問わず、標準状態(0℃1気圧)で1molの体積が22.4リットルです。
一方、1molの重さ[グラム]≒その気体の分子量なので、二酸化炭素の分子量=44から、1mol=44グラムです。
よって二酸化炭素は、22.4リットル(@0℃1気圧)で44グラムの重さがあります。
6気圧だと、体積が1/6になるので、4リットル弱で44グラムになります。

一方、海水は4リットルで4kgなので、二酸化炭素の重量影響は1%強程度となり、まあ誤差範囲かなあと思ってます。

Q発泡スチロールにくるまれてダイブ

だいぶ前から気になっていたことをさっき急に思い出して眠れなくなりそうなので質問させてください。

直径がランドマークタワーと同じサイズの発泡スチロールの球体が、ランドマークタワーの屋上に乗っているとします。その球体の中心には、ベジータやナッパが乗っていた宇宙船くらいのサイズの空洞があります。

僕がその空洞の中で体育座りをしています。

ランドマークタワーは高いので風が強いです。なので、その僕が入った発泡スチロールの球体はすぐに風にあおられて落下してしまうと思います。

そこでなのですが、球体がランドマークタワーのテッペンから地面に落下したとき中に入っている僕はどのようになってしまうのでしょうか?

ふわふわ落ちて無事ですか?それとも急降下してぐしゃっとつぶれて圧死してしまうのでしょうか?
気になって今夜は眠れそうにありません。

この場合、発泡スチロールの球体は近隣のビルなどには触れず、直接地面に落ちたと仮定してください。また、空気の供給も行われており窒息することはないとします。


お願いします。

Aベストアンサー

最初にいる高さは、
ランドマークタワーの屋上+半径

落下時の高さは、
地面位置+半径

その結果、ランドマークタワーの高さから落下した
のと同じ事になります。

296mですね。
h=gt^/2
大体7~8秒秒で地面に衝突します。
(8秒で313m落下)

8秒後の速度。
V=gt
秒速78.4m
時速282キロで地面に衝突。

検算
h=vt/2
313m。
h=gt^/2と同じ答え。

F1マシンがいきなりノーブレーキで壁に衝突するのと同じ衝撃加重です。

スチロールが粉々にならず、衝撃を分散出来ない場合、全身骨折によるショック死に至ると思います。

粉々に砕け、数十mも中に沈む場合は定かではありません。

但し、地面=絶対動かないコンクリートです。

コーナーのクッション(力が逃げる場所がる)
と一緒にはしないで下さい。

クッションが移動すれば、衝撃のかかる時間がズレ、
半分以下の衝撃で軽症の場合がります。

2mの高さからコンクリートへ飛び降り場合、
骨折の可能性は飛躍的に増加します。

最初にいる高さは、
ランドマークタワーの屋上+半径

落下時の高さは、
地面位置+半径

その結果、ランドマークタワーの高さから落下した
のと同じ事になります。

296mですね。
h=gt^/2
大体7~8秒秒で地面に衝突します。
(8秒で313m落下)

8秒後の速度。
V=gt
秒速78.4m
時速282キロで地面に衝突。

検算
h=vt/2
313m。
h=gt^/2と同じ答え。

F1マシンがいきなりノーブレーキで壁に衝突するのと同じ衝撃加重です。

スチロールが粉...続きを読む


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