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人在电梯里向上跳, 双脚离地之后, 电梯的总质量会发生改变么!

食在旅途

2022-09-25 11:48河北

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铁盒无心开口笑,上下迎往真情付。旋转跳跃不可取,封存内心到天明。

电梯,是我们日常生活中必不可少的载具之一,从1887 年,美国奥的斯公司制造出世界第一台直流电梯的时候开始,到如今世界最高摩天大楼——哈利法塔,一路走来电梯承载的是人类将手伸向天空触摸云端的梦想。

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那么人在电梯中向上跳的时候,电梯总质量会变小吗?

要想知道这个结果,首先要提出的就是我们早在高中的时候就学过的知识点,人在电梯里向上跳起的瞬间会给电梯一个作用力,而这个时候电梯也会给人一个反作用力,因此人才会跳起来。

换个说法。

如果你用拳头去锤墙,墙裂手疼。在这个过程中,你的手给了墙一个作用力,因此这个力量将墙锤裂了,但墙会反弹给你一个反作用力,你的手也会疼。

而力和质量之间是可以相互转化的,也就是人跳起时给了电梯一个向下的作用力,会转变为同等质量,那么即便是人与电梯并没有实际的接触,但是在跳起的那一瞬间,力和质量之间的相互转移会使电梯的总质量不会发生任何的变化。

但最近,菌菌看到一个资料,是关于整体质量改变的实验,资料中的实验是将无人机放在一个密闭的盒子中,以保证盒子和无人机之间的整体性,当无人机在上升的时候,会给精密秤一个向下的压力,这个压力的数值相当于是无人机的质量,因此无人机可以悬停在空中,而称也没有改变数值。

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但是在这里菌菌有个疑问,如果这个盒子足够高,精密秤上的数值会不会有变化?

我们都知道,当无人机利用气流向上飞的时候,事实上气流也会随着高度的变化逐渐衰减,那么当无人机飞到一定高度的时候,是不是给称面的压力就会变小,那么数值也会有所改变的呢?

而接下来资料中的第二个实验,便是将无人机放在开阔的空间中进行,刚起飞的时候,精密秤的数值是不变的,当到了一定高度之后,精密秤的示数便开始逐渐减小。

那么这第二个实验就验证了菌菌的假设,如果在足够大的密闭空间中,是完全可以达到改变整体质量的。但这也间接地说明,人如果在电梯里起跳,是完全做不到改变电梯总质量的,首先电梯不可能有那么大的空间,其次人跳不了那么高。

那么,为什么乘坐电梯的时候不能乱跳,既然不会改变质量,是不是就不会影响到电梯的安全性呢?

电梯里为何不能乱跳?

首先,菌菌要说,这大错特错。

因为质量不等于重量。当人在跳起的时候,电梯的确没有质量改变,但是当人下落的一瞬间,是存在着动能和重力势能之间的转换的,也就是在落地的一瞬间,会给电梯带来相当于人体重几十倍的冲击力。这个冲击力的大小是与人的体重和跳起来的高度以及电梯所在的楼层高度有着密切的关系的。

如果是几个成年人一同在电梯中跳跃,下落的冲击力甚至可以达到人体重的几十倍,这样的冲击力便很容易造成电梯下坠。

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那么倘若是小孩子在电梯里跳跃,虽然冲击力不足以造成下坠事故,但是现在的电梯,是有着很灵敏的感应系统的,当电梯突然发生了不明原因的加速度,会导致紧急停运系统启动,也就是说,这样的跳跃极其容易引起电梯停止。

这个时候,电梯无法运行,而且电梯门也打不开,除了紧急救援以外,只能在电梯里默默地等着。因此在乘坐电梯的时候,万万不能上窜下跳。

2020年5月,浙江新华,便传出了一则儿童在电梯里蹦跳导致电梯停止运行的事故。据悉,当时男孩独自乘坐电梯,在电梯内跳跃,甚至对电梯门暴力相向,受到了冲击的电梯最终被他成功逼停。

而接下来没有意识到事情的严重性的孩子,只知道在电梯里跺脚大叫,猛踹电梯,甚至是撒泼打滚。虽然最终被消防员救了出来,但这样的行为会造成更为严重的后果,安全知识教育一定要做到位。

那么围绕着电梯,我们再做一个假设,当我们乘坐电梯的时候去称体重,会发生什么样的变化呢?

首先我们要知道的是,体重秤的工作原理是通过测量台面所收到的压力进行测量的。

也就是说,我们在称量体重的时候,会给体重秤的台面一个压力,同时台面会给我们一个同等数值的支持力,压力与支持力是一对反作用力,而这个时候,台面便会将施给我们的支持力以数字的形式,出现在显示屏或者是刻度上。

当电梯最初开始下降的时候我们来称体重,人处于一个失重的在状态,因此会失去一部分的重力,等同于人给称面的压力就会丢失一部分,那么称面反馈回来的支持力自然会变小,这个时候体重秤的示数便会变小。当电梯缓缓停下来的时候,称面的数值也会渐渐地升高,直指与人的体重相同。

反之,当电梯开始上升的时候,首先是人给了称面一个向下的压力,同时称面给了人一个向上的支持力,原本这两个力量是平衡的。但是当电梯开始加速上升的时候,电梯又再次给了人一个向上的加速度,通过牛顿定律的演算,便会得到一个向上的力,因此称面的数值就会变大了。而当电梯缓缓停下来的时候,称面的数值也会随着加速度的变小也逐渐地降低,直至与体重相同。

因此,正常情况下,当人站在电梯中跳跃的时候,电梯的总质量是不会改变的,但是当电梯在上升或者是下降的过程中,由于加速度的影响,重力会有所改变。

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对此,小伙伴们还有其他不同的看法吗,或者是还有更多的延伸想法,都可以给菌菌留言哟。

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