人從高處落入水中,頭先朝水面,請問入水瞬間頭部撞擊力怎么算?有具體公式嗎

時間 2022-10-02 22:10:05

1樓:百鶴周旭

把人看成圓柱體,假設原本水很平靜,假設水面很廣,假設人剛接觸水時的速度為v0。

在人剛接觸水時,dt時間內,人會給水一個衝量di,這個衝量使人周圍的水以各種速度向四周迅速流動,這就在水中形成了一個流場,就水流速度場。這就使在水下包括人的任意曲面產生一個相同的流量q,而這個流量就是人入水的體積,即圓柱排開水的體積,由於水面很廣,所以排開水的體積就等於圓柱的底面積乘以圓柱的下落高度。由於dt時間很短,這一段時間內速度可看作不變,所以下落高度可確定v*dt。

進而流量可確定q=s*v*dt!再假設水被撞擊後形成的水流速度場成均勻的半球形向下。那麼就可以算出空間內不同地方的水的流速是多少:

流量q/所在半球表面積s(球心是圓柱底面中心)。進而可以運用動能公式或動量公式對水的體積進行三重積分得到水的總的動能或動量,再減去上一時刻的,得到水的總的動能或動量,而這些動能或動量的增量是在dt時間內由圓柱體給的。所以就知道了dt時間內圓柱體給水做的功或衝量,進而可以求出圓柱體對水的作用力,dt內水對頭部撞擊力即是這個力的反作用力了!

又由於知道這一時段(dt)內圓柱體給水做的功或衝量,因此也可以求出下一時刻圓柱的速度。當然計算下一刻的速度時也要考慮重力在內,浮力的話此刻其實很小,你看著辦,水的阻力就不用考慮了,因為衝擊力就是它在此刻的表現形式,再考慮就重複了,空氣阻力我看就不要考慮了,因為它在此時小之又小,而且形式也起了變化,傳統的空氣阻力阻力公式在這裡也不太好用。 當求出下一時刻圓柱的速度時,又可以根據上述方法求出下一時刻水對頭部撞擊力了。

這就是一步一步微分的思想。

上述方法是把水流場假設成均勻的半球形向下,這種模型便於計算,但與實際也有區別。個人感覺更好的一種模型是可以模擬長形磁鐵周圍的磁場,這個在計算方面就比較複雜了。

2樓:地瓜愛地瓜幹

假設人的密度和水一樣,完全入水後排水的質量和人的質量完全一樣(為m),完全入水後人的速度和排水的水的速度也一樣(為vt),那麼入水後ft=m*v0=2m*[vt],[vt]是一個變數不是乘法,v0為初始速度,t為時間,f為平均力,得v0=2[vt]。

假設用以上模型解答,用動量守恆定理v0*m=[vt]m+[vt]m,阻力[ft]*t=m*([vt]-0),你如若考慮浮力也可以【ft】=m*([vt]-0)/t+mg,先不考慮行嗎。兩個式子中m、[ft]、[vt]為變數其他為已知量,再有m=1*s*t*[v0-0]/2,s為截面面積水的密度為1,用已知量可以解[ft],如果我沒解錯的話[ft]=s*t*v0*m/(2m+s*v0*t),我暈倒,也就是說[ft]與s、t、v0、m有關,t為0時極限為0,因為m是0啊,用二階導可求最大值

3樓:匿名使用者

這主主要與頭部面積 觸水時的速度 人體質量有關係

4樓:匿名使用者

動能定理 你知道吧 mgh=1/2mv^2

在由ft=mv 算出來f 也就是做用在水上的力 f=mv/t (假設,作用時間就按0.1s,人的質量75kg)那個力f 是大的嚇人的 f=75000n 也就是這個人自身體重的100倍

5樓:彭玉無敵

對不起啊 牛二好像解不了

從水面上空兩百米處落入水中,會下沉多少米?什麼原理?(會游泳但不熟練的人)

6樓:匿名使用者

重力、浮力和摩擦力,200米高空跳下來速度大得嚇死人!利用衝量定量就知道!你已經死了!^_^!

7樓:電器超市

要看入水的姿勢和角度。

如果是200米,一般人絕對會直接摔爛。直接死亡。

在200米高空跳下,落在水面上與落在水泥地面上沒什麼大的區別。

下沉的深度不會很大。

如果是在野外,從高處落入水中是頭朝下安全還是腳先入

8樓:匿名使用者

人體自由降落,如若不是刻意,都是頭先朝下;頭重腳輕就是說的這個道理。

至於說到從高處落入水中是頭朝下安全還是腳先入,這就看水的深淺;失足人的個人素質。水淺自然是腳先落安全,水深不管何種姿態,只要自身身體素質好,都是安全的。

當然,凡事都有危險,希望野外遊玩時,儘量注意安全。祝旅途愉快!

關於人從高空墜入水中的力學分析!!!

9樓:匿名使用者

風阻大小有公式可以計算。

fw=1/16·a·cw·vexp2(kg)。

a為硬封面的橫截面積,cw空氣阻力系數,取決於人體的流線性的好壞,空氣的濃度之類的,v速度,當fw=mg時候,人一般是勻速下落的,當然這個速度很大

如果垂直入水的話(不是跳水運動員那種,那樣是純粹找死)腳先如水,儘量減小如水面積,減小對身體壓強。

分析力學以廣義座標為描述質點系的變數,以虛位移原理和達朗貝爾原理為基礎,運用數學分析方法研究巨集觀現象中的力學問題。2023年出版的j.-l.

拉格朗日的《分析力學》為這門學科奠定了基礎。

2023年和2023年w.r.哈密頓建立了哈密頓原理和正則方程,把分析力學推進一步。

2023年h.r.赫茲提出將約束和系統分成完整的和非完整的兩大類,從此開始非完整系統分析力學的研究。

分析力學的基本內容是闡述力學的普遍原理,由這些原理出發匯出質點系的基本運動微分方程。

10樓:匿名使用者

40米就死的人,你物理課本誰編的?不懂就別瞎說。

人不是瓷瓶,受力分析不頂事,有人從高樓摔水泥地還不死呢,關鍵是什麼部位著地。

水泥地和水不一樣,水泥地沒形變,水是可以變形的,所以受的就是一個瞬時的衝力,如果不是頭著地40米根本不會死。

如果你想要在空中調整姿勢使自己腳著地(水)也是可以的,具體跟貓學。

所以結論是具體計算只能是個參考,你可以找一本流體力學算一下收尾速度,關鍵是撞擊過程,這個是很複雜的,和很多因素有關,比如接觸面等,想用簡單的動量守恆是不可能算的出來的,你可以仿照水面波的計算,算出來接觸時的壓強,當然這是理想的計算,人不是剛性的,算出的受力是不準的。受力算出來,你能算出來人死不死麼,如果腳著地(水),人的內臟受的損傷你咋算?

最後我還是要提醒你,這個問題很複雜,計算的結果不管用到多少理論,都很可能和實際差別很大,這必須要用實驗來說明。

珍愛生命啊!

11樓:匿名使用者

重力勢能轉化為水的動能(水會運動起來)+水的內能(人入水後在水中繼續下沉,與水有摩擦力)+加在人身上的內能(人會骨折和變形)

12樓:真_鞠花殘

人從40米以上的高度摔到水面上的效果跟摔的水泥地上面的效果是一樣的

高中物理課上應該都有講哦!

13樓:聖騎士

會死,因為衝擊力太大。

14樓:雪夜_歸人

一萬米的話,在掉落到一定的高度是,速度到達最快,重力和空氣阻力平衡,然後是以勻速下落的,

風阻大小有公式可以計算

fw=1/16·a·cw·vexp2(kg)a為硬封面的橫截面積,cw空氣阻力系數,取決於人體的流線性的好壞,空氣的濃度之類的,v速度,當fw=mg時候,人一般是勻速下落的,當然這個速度很大,至少很多人並不喜歡嘗試。。。。

當速度很高的時候,其實撞到什麼東西都沒有區別了,只要那東西有足夠的厚度,水泥地面,水面,棉花堆,沒有任何的不同的

15樓:匿名使用者

有經驗的人可以不受傷。

在高空中應該掌握大字形水平狀態下降,可以使下降速度保持在50米/秒。

接近水面時變換姿勢為直立,兩手平伸向前,兩腿彎曲成坐姿,但兩腿高度稍有差別,一高一低。

如果水足夠深,應該沒問題。

但是兩萬米高空的空氣密度約為地面的十分之一,一萬米高空大概也不足一半。呼吸有問題。也可能凍死。所以這隻能是物理題。

其實一萬米和200米沒有什麼區別。

人在下降時空氣阻力與速度的平方成正比,還與姿勢和方向(具體的說是橫截面積)關係很大。沒法計算,除非不計空氣阻力。

16樓:匿名使用者

啊!!!!!!!!!!!!!!!!——————啪!死了撒

17樓:伍毒俱全

當然了,不摔死也嚇死,開玩笑了。一萬米啊,mgh重力勢能有多大啊,人根本不可能承受這麼大的力

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