楼主你好,哈哈原谅我现在才看到你的题目,感觉比较有意思。
以下为本人试解:
空气阻力计算公式:
F=(1/2)CρSV^2
C为空气阻力系数;ρ为空气密度;S物体迎风面积;V为物体与空气的相对运动速度。
查阅数据得知,垂直平面体的空气阻力系数约为1.0,飞禽越0.1(用作头部先入水的估算)
现假设一平常人(以我做例子吧),本人高1.8m,肩宽0.6m,胸厚0.4m。体重75kg刚测量的。。。看做长方体
假设其从无穷高处跳落,当其所受空气阻力与重力相等时,物体做匀速运动。
那么考虑两种情况:
①假设我面向池塘跳入水中。。。。。
由空气阻力公式:
(1/2)CρSV^2=mg
代入C=1.0,ρ=1.293kg/m3,S=1.8*0.6=1.08m²,m=75kg,g=10m/s²
解得v≈32m/s
再假设落入水中水花不溅开。
那么人在水中受到变化的浮力作用和流体阻力作用。
这里不得不忽略未入水至完全入水过程,否则计算变得更加困难。
速度最大时
(1/2)CρSV^2+mg≈
至此,我们已经使用了多次估算了,这样大的误差在物理学的计算中是不能被接受的。
鉴于本人专业知识程度及学历有限,实在无法给出一个大约的值。
我罗列几个在这个估算中的不确定因素:
①空气密度(受海拔和温度等因素影响)
②人得空气阻力C值,C与形状等多方面因素有关
③同样,不同身材、不同体质的人得到的答案也有很大差别。
④水的摩擦系数C一般为实验临时测定,受很多不确定因素影响。
⑤人在下落时还因为热摩擦不断损失能量,同时不断改变这周围环境的气流
⑥入水姿势不一样,结果也千差万别。
⑦入水前的一段时间收到的排水量(阿基米德浮力和流体力)都在做不均匀的变化
⑧不同地点的重力加速度g一般不同
。。。。。。
类似的问题还有很多。因为环境因素的不确定性和对物理精度,数学难度的强大要求使得这个问题变得非常棘手。要么是神童,要么是教授级以上人物。
这就是这个问题摆在这里长期无人问津的缘由。
不过还告诉楼主一个好消息。
曾经看到一个身材健壮的冒险爱好者从30多米高的峭壁跳水
几乎是垂直平面体的姿势面入小河。
被人救出后虽然活命了,不过断了4跟肋骨。
或许对你是个参考!
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考