飛び降りの物理学 ~気体と抵抗と~

By b_kimura,

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raka

巷でよく10代の若者が自殺、なんていう悲しいニュースが流れますが、生きてればなんかいいことあると思ってます。
生きることが目標の自分からすると、絶対にあってはならないことなわけですが…

そんな前置きをしておきながらではありますが、今私は橋の上に立っております。
下は何故かコンクリート。ここから飛べば楽にご臨終できるかな…と思案しているところです。
果たして何mくらいあれば、運悪く死ぬことができるのでしょうか。

一般的には20mと言われています。大体7階くらいでしょうか。
もちろん落ちる場所にもよりますが、コンクリの場合は確率は飛躍的にあがるでしょう。

前回、運動エネルギーやポテンシャルエネルギーについての記事を書きましたが、20mの所から落ちたら大体どのくらいの速度がでるのでしょうか。

計算してみたところ、地面に落ちる瞬間に秒速20mほど。時速72kmくらいになりました。
つまり、自殺限界の高さ20mから落ちるってことは、時速72kmで走りながら壁に衝突するような衝撃があるのでしょう。
※実際は、空気抵抗があるため速度はじゃっかん遅めになるでしょう。

空気抵抗

そのままですが、空気の抵抗です。

raka

水の中で動きにくいように空気にも抵抗があります。
空気抵抗は移動方向に対して垂直面の面積に依存します。なので、細い針を落とした場合と紙を落とした場合、当然後者がゆっくり落ちます。
20mの高さから飛び降りるとお亡くなりになりますが、蟻は死にません。
蟻は飛び降りてから約10cmくらいで、空気抵抗のおかげでそこから先はスピードがあがらないため、100mから落としても20cmから落としてもそこまで差はないようです。(もちろん空気抵抗以外に人間と骨格が違うという要素もありますが)

よく小さな隕石や人工衛星の残骸が大気圏に突入して、燃え尽きるという話を聞くと思いますが、これも空気抵抗…というのは間違いです。勘違いして説明してる方も多いです。
説明するとややこしくなりますが、簡単に説明すると、高速で移動すると目の前の空気を圧縮することになります。
空気は圧縮されると高温になります。大体、宇宙から大気圏に突入するときは目の前の空気を異常なまでに圧縮し結果2000度近くになります。
そりゃ普通の物質じゃ燃え尽きてしまいます。

とまぁ、私はいろんなことを考えながら橋の上から飛び降りを考えているわけですが、
橋を見てると、どうやって作ったのだろうという疑問も生まれてきました。

最新の吊り橋事情は変わってきてはいますが、昔は対岸まで人力で軽いロープを担いで渡してから、そのロープを通してだんだん太いのを渡していく形式だったようです。
ちょうど、タワーの上のクレーンを解体する時のようですね。
大きいクレーンを解体するときは、少し小さいクレーンで解体し、少し小さいクレーンは更に小さいクレーンで解体し…というループで
最後は、小さいクレーンを解体してエレベータで地上になおしてやる、という感じで。

時間も時間ですし今日の飛び降りはまた、今度にします。