(5th)高.102.探究伞能否代替降落伞从高处落下

探究伞能否代替降落伞从高处落下摘要：对在生活中发生的高楼撑伞跳下逃生而进行普通的伞能否代替正规的降落伞从高处落下这一问题进行探究。通过对降落伞利用空气阻力减速落下的原理，普通的伞与降落伞特点的对比，以及实验的视频与实际数据的分析而得出结论，一般的伞不能代替降落伞。目的在于树立公民安全意识，普及物理知识，纠正一些公民的错误想法。关键词：降落伞空气阻力引言：在突发事故面前，高楼中的人，把家里常备的雨伞当作降落伞从高楼跳下。如2010年四川宜宾21岁女子为逃亡从7楼撑4把伞从房间大厅窗户跳下，坠地身亡。除此之外，近来电影，电视剧中角色利用伞跳下高楼，安然无恙。这到底符不符合科学原理与物理知识？针对这一生活中的安全隐患，进行探究：伞能否代替降落伞从高处落下。原理：降落伞，又称“保险伞”，是主要由透气的柔性织物制成并可折叠包装在伞包或伞箱内，工作时相对于空气运动，充气展开，使人或物体减速、稳定的一种气动力减速器（见图1）。它通常有一个面积很大的伞盖。下落的人或物体通过绳索与伞盖相连。降落伞可以保证在空中下落的人或物体的安全。V图1中圈黄塔軍披閑www.hopliteV图1中圈黄塔軍披閑7i9呻命拥II.EFTffffl^伞锂12K>13畀片余击赫I虬环员加僵帑I播瑶帘雜車黑曄植环244^ARIA-3*帶4農帘5醫出秦6團1筑顶扎胡例址崛临逵带关于降落伞的原理：首先有一个空气动力学的问题正在里面，单位面积受到的压力跟空气流动速度的3次方成正比。那么打开一个降落伞，他的伞面积是定的。下落过程受的空气阻力就跟降落速度的3次方有关。刚打开降落伞的时候，速度是很快的。下降速度快，受到的空气阻力也就越大。当空气阻力大于人体重量+降落伞重量速度就会减缓，直到双方达到平衡。伞由伞架（见图2）、伞面（见图3）两部分组成。伞架由伞柄和伞骨组成。伞柄是伞的主心骨,支撑着整个伞,主要是用木头、竹子、金属等材料制成,伞骨是支撑整个伞面的,它能折叠能撑开,便于携带;伞面是伞中最重要的部分,担负着遮雨的责任，制作材料有塑料布、油布、绸布以及经久耐用的尼龙布等。图2伞架结构图图2伞架结构图可以通过比较得出，两者在构造上有一定的相似性。一是有较柔软的伞面，二是外形上相似。不同点在于，普通的伞有较密集的伞骨，伞面材料不同，降落伞在除了伞面与伞柄比例远远大于普通伞外，还有较多的伞绳。实验验证：由于实验较困难，选择在网络上寻找到相关的实验视频。【见湖南卫视《新闻大求真》20120830期】下面用实际数据进行分析：一般的降落伞的伞面面积一般按照每千克0.4m2-0.6m2的规格来计算的。通过假设，一个体重60kg的人，起码需要一把伞面面积24m2的伞。除了考虑伞面大小，还有伞面的的外翻问题。解决这个问题可以利用绳子。另外伞骨的材料和结构，可以使用碳纤维，这样伞重可以控制在10kg左右。这样总重就在70kg左右，理论上是没有什么问题，但是，在我们从高处落下的时候，重力作用点和伞造成的空气阻力作用点并不重合，产生的是转向力，这个时候只要稍微的侧向风，人和伞形成了一个整体，在空气中转向180度，紧接着就变成伞面向地的状态，就像一个巨大的羽毛球。那么这时风阻就会骤减，下落速度加快，飞速的砸向地面。降落伞之所以不用刚性的硬质杆，而用又多又麻烦的伞绳就是因为这个原因。降落伞的伞面是有固定位置的导流缝的，便于将过多的侧向风带走，减少“人仰伞翻”的可能性。这个结构在普通雨伞中是少之又少。当然伞想要代替降落伞也不是完全没可能。如果伞杆足够长的话，可以起到增长力臂，减少力的效果，转向力就影响不大。比如水果店外的巨型遮阳伞，但是需要的是极端轻巧和坚固的伞杆，长度在7m-8m之间。只要下落途中没大的侧向风，生命安全可以保障。（指导教师：）评语：本文通过对跳楼用雨伞逃生的生活事例出发，针