人类承受的加速度极限是多少

加速度是表示速度随时间变化的速率。只要物体的速度增加、减少,或者运动方向改变,都会表现出加速度。这是因为速度是一个矢量,它既有大小又有方向,所以加速度也是矢量。有关加速度的最常见例子包括苹果落地(加速运动)、汽车刹车(减速运动)、或者人造卫星绕地球运动(大小和方向均不断变化)。一般而言,高速运动并不会对人体造成伤害。

真正的危险是在短时间内速度发生巨大变化(不管是加速还是减速),即加速度非常高。人体由不同的器官组成,每个器官都有各自不同的密度,所以它们所能承受的过载也各不相同。如果加速度过高,人的器官将无法承受突如其来的压力变化,可能就会导致器官破裂,骨骼断裂,直至死亡。过山车、汽车碰撞、飞机和火箭的飞行等都是加速度较高的例子。

过山车可以让人在短时间内会承受最多3-4G的过载。战斗机的标准规避动作能让飞行员在短时间内承受9G的过载。50 km/h的汽车撞墙,最高加速度可达20G。80 km/h的汽车撞墙,最高加速度可达50G。在1997年戴安娜王妃的毁灭性车祸中,加速度估计在70-100G之间,如此高的过载足以把肺动脉从心脏中拉出来。

一般而言,3G的加速度就足以让人产生严重的不适反应。如果人在4-8G的加速度下持续几秒钟,就可能导致昏厥甚至死亡。在半个多世纪前,人类曾经做过极限加速度的测试。结果发现,人体可以在短时间内承受住46G的加速度——这意味着只要1秒的时间,速度就能从0加速度至450 m/s(约1600 km/h)。在如此高的加速度下,受试者的身体多处出现受伤。

人随着地球以30km/s的速度绕太阳公转,人类最高能承受多大的速度和加速度?

人类能够承受住的速度的极限是惊人的,地球自转和公转的速度,航天器起飞时的速度都是非常快的,理论上来说,对于匀速直线运动,人类的能够承受的上限速度是无上限的。实际中空气阻力和摩擦系数不可能完全为零,如果是在敞篷的一个交通工具,如过山车等,能够承受的最大速度是有上限的,因为敞篷的交通工具中会受到空气阻力,如果速度太大,依据伯努利方程,人表面的压力减小,其他地方的空气就会流动过来,形成很大的风,呼吸也会变得越来越困难,眼睛也容易被空气中的小虫子或者小沙粒打伤,所以是有上限的。

上图:时速最高达240公里每小时的红色法拉利过山车,必须佩戴防护眼睛,防止眼睛受伤英国《新科学家》发表观点表明人类目前保持的能够承受的最大重力加速度是31.25g。不同的体质的人这个上限是不同的,实际上大多数人这个上限都不会超过10g,也就是相当于人身体最多能承受相当于自己10倍体重的重量。上图:全球时速最快的过山车——红色法拉利最高加速度4.8g,5秒内从0加速到240km/h。

当人体受到很大的重力加速度时,身体中的各个器官、组织包括血液也会受到巨大向下重力而向脚步移动,这时大脑就会出现缺血的症状,心脏超负荷工作也难以为大脑提供充足的血液,头晕、恶心等一系列症状就会表现出来,如果相反则会涌向头部,加大脑血管压力。查询资料发现,国内国外过山车的加速度一般都在5g以内,并且这个持续时间也仅为10秒左右。


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