Представьте, что вы в Дубае, где находится самое высокое здание в мире, Бурдж-Халифа. Вы только что наслаждались видом со смотровой площадки на 148-м этаже, примерно на высоте 555 метров в 829,8 метровом здании.
Итак, вы заходите в один из лифтов и начинаете спускаться вниз. И вдруг трос обрывается и вы летите вниз. У вас неожиданно появляется мысль: «Что если прыгнуть за долю секунды до того, как лифт ударится о пол?». Но возможно ли это на самом деле, и какие у вас есть варианты?
У многих, зайдя в лифт, хотя бы раз в жизни возникала мысль о том, что тросы могут оборваться и лифт упадет вниз вместе с вами. Если они порвутся, то пережить падение кажется маловероятным. Если только вы не можете рассчитать время приземления.
Кажется, имеет смысл, как раз перед тем, как лифт упадет на землю, прыгнуть, чтобы оказаться в этот момент подвешенным в воздухе. Затем, когда вы приземлитесь, это будет так же мягко, как если бы вы прыгали на месте, стоя на земле. Пришло время разобраться с физикой и несколькими гипотетическими ситуациями, чтобы увидеть, возможно ли на самом деле выжить таким образом.
Итак, если вы едете на лифте в небоскребе, это означает, что здание должно быть высотой не менее ста метров — таково широко распространенное определение небоскреба. Поэтому наше вымышленное здание будет высотой 150 метров.
Итак, вы спускаетесь в лифте с крыши и на высоте 150 метров все тросы рвутся, а тормоза выходят из строя. Многие могут предположить, что лифт и его обитатель теперь находятся в свободном падении, но это не так, поскольку нужно учитывать сопротивление воздуха на кабину, которое будет возрастать с увеличением скорости.
В примере мы рассмотрим идеализированную модель: это то, что лифтовая тележка представляет собой идеальную прямоугольную коробку, где все факторы, влияющие на сопротивление воздуха, кроме его скорости, остаются постоянными.
Гравитация будет прилагать силу 9,81 ньютона на килограмм, которая преобразуется в ускорение 9,81 метра в секунду в квадрате. Когда вы принимаете во внимание сопротивление воздуха, которое будет испытывать кабина при падении, то уже через пять секунд лифт будет двигаться со скоростью 37,5 метра в секунду или 135 километров в час.
Лифт вместе с вами врежется в землю со скоростью 41,3 метра в секунду или 148 километров в час. Полное падение с высоты 150 метров продлится всего 6,1 секунды.