科学|电梯足够安全吗?万一发生坠落,我们要不要跳一下?
本文参加百家号 #科学了不起#系列征文赛 。
恐怖、惊悚、灾难、剧情 , 甚至是爱情 , “电梯坠落”作为一种常见的惊险情节 , 频繁出现于所有种类的影视文学作品之中 , 这就不由得我们普通人不去多想 。
几乎所有人都会或多或少思考这样一个问题:电梯坠落应该怎么办?甚至很多人因为过度担忧 , 而选择不再乘坐电梯 , 住在我家楼上的一位邻居就是如此 , 不论春夏秋冬、清晨还是深夜 , 在我们等待电梯的时候 , 她总是一个人孤独地走向昏暗的楼梯间 。 当然 , 这只是一个极端但并不少见的例子 , 大多数的人虽然对电梯的安全性充满着担忧 , 但并没有因此而放弃乘坐电梯 , 因为“懒”是所有人都难以摆脱的一个内在属性 。 一方面担忧电梯坠落 , 另一方面又害怕爬楼累死 , 所以就必须要想一个办法来提高乘坐电梯的安全系数 , 于是一个听起来颇有道理的说法就产生了 , 那就是:在电梯坠落到底之前 , 跳一下 。
在电梯坠落到底之前跳一下 , 这听起来似乎很好 , 但做起来很难 。
第一个难点在于起跳的时间要恰好 , 必须要在电梯坠落到底的前一刻起跳 , 跳早了或者跳晚了都不行 , 可是当人身处于封闭的电梯之中时 , 怎么能够确定电梯是否将要撞击地面了呢?第二个难点在于 , 想要在急速下落的电梯中跳起来并不容易 , 因为电梯在做自由落体运动的过程中 , 身处于电梯中的人会产生轻微的失重感 , 这就给起跳增加了难度 , 如果你没有练过 , 恐怕是很难在这样的情形下跳起来的 。
【科学|电梯足够安全吗?万一发生坠落,我们要不要跳一下?】好 , 现在让我们假设你真的有练过 , 甚至是一个专业的跳高运动员 , 并且运气极佳 , 把时间蒙得毫秒不差 , 的确是在电梯即将撞击地面的前一刻跳了起来 , 那么会怎么样呢?
如果一个人能够在下坠的电梯中实现完美起跳 , 那么的确可以减少电梯撞击地面后所产生的冲击力 。
让我们来算一下 , 假设我们在16层坐上电梯 , 然后电梯就坠落了 , 16层的高度大概有50米左右 , 按照自由落体的速度计算 , 再减去一定的空气阻力 , 电梯在撞击底部时的速度大概在每秒30-40米左右 , 我们就算每秒35米吧 , 以每秒35米的速度撞击地面 , 那么必然是粉身碎骨 。
一般人在起跳的瞬间所能够达到的速度大概在每秒3米左右 , 而在急速下坠的电梯中 , 是跳不出这样的速度的 , 不过没关系 , 我们就按每秒3米算 , 这样35减去3等于32 , 也就是说由于我们的起跳使得我们撞击地面时的速度减小到了每秒32米 , 所受到的冲击力自然也就减小了 , 不过差别不大 , 还是粉身碎骨 。
既然在电梯下坠的过程中起跳没有什么用 , 那么我们还能够乘坐电梯吗?当然能 , 因为电梯根本就不会下坠 。
有人因为担心电梯下坠而选择走楼梯 , 殊不知 , 在世界范围内 , 几乎每天都有人因为踏空楼梯而受伤或丧命 , 但却没有一个人是因为电梯下坠而死亡的 , 因为电梯下坠几乎从来没有发生过 , 所有关于电梯下坠的险情只会出现在一个地方 , 那就是影视文学作品之中 。 电梯为什么不会下坠呢?因为电梯拥有着重重保护 。
先来看看电梯的基本结构 , 简言之 , 电梯顶部是一个缠绕缆绳的电机 , 缆绳的两端 , 一端连接着电梯轿厢 , 另一端连接着相当于电梯满载重量一半的配重块 , 随着电机带动缆绳转动 , 配重块上升、电梯下降 , 配重块下降、电梯上升 。 之所以会有配重块 , 就是避免所有重量都负荷在电机上 , 从而造成电机的损毁 。
当然 , 电梯和配重块并不是单纯悬挂在钢缆的两头 , 它们还被安装在了电梯井内的导轨之上 。
当电梯发生坠落 , 电梯轿厢上的制动器会捏住导轨 , 从而阻止下坠 , 同时顶部电机也有制动器 , 这里的制动器可以钳住钢缆阻止下坠 。 那么如果钢缆断了怎么办?悬挂电梯轿厢的每一根钢缆都是完全可以独立承受满载电梯重量的 , 而这样的钢缆 , 一般的电梯上会连接五六根 , 它怎么可能都断了?
【科学|电梯足够安全吗?万一发生坠落,我们要不要跳一下?】即使断了也没事 , 因为还有一根独立于整个电梯系统的独立钢缆拽着电梯 , 只要电梯运行速度过快 , 比如急速下坠 , 这根钢缆就会在单纯的物理作用下卡住 , 从而阻止电梯下坠 。 此外 , 在所有电梯井的底部还都配有一个撞击缓冲装置 。 试问 , 拥有如此众多的保护 , 电梯怎么可能下坠呢?事实上也的确如此 , 在现实世界中 , 电梯下坠摔成稀巴烂的事情从来就没有发生过 。
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