Můžeme se zachránit při pádu v utrženém výtahu?

9. červenec 2009 | 06.00 |

výtahPokud by se utrhlo lano výtahu a výtah by začal padat "volným pádem" směrem dolů, můžu se zachránit, když těsně před dopadem výtahu na dno šachty si povyskočím? Celá tato následující debata je pouze hypotetická, protože lana výtahů se netrhají. A i kdyby k tomu došlo, výtah je vybavený bezpečnostním zařízením, které by uvolněné kabině dovolilo nakonec "spadnout" jen pár centimetrů. Tak tedy na tento zajímavý problém se dá odpovědět různými způsoby. 

Ta rychlejší odpověď předpokládá, že našim cílem je, abychom přistáli na dně výtahové šachty lehounce jako pírko, bez patrné dopadové rychlosti. To by ovšem znamenalo, že bychom museli  vyrovnat rychlost dopadu výtahu stejně rychlým pohybem, ale v opačném směru. Pokud výtah s námi padá rychlostí 20 m/s, to je 72 km/h, museli bychom dokázat těsně před dopadem vyskočit poměrně velkou rychlostí směrem vzhůru. Máte představu o rychlosti svého výskoku? Nejlepší basketbalisté vyskočí rychlostí přibližně 8 km/h,  takže tudy cesta opravdu nevede.

A jak si to můžeme zdůvodnit jinak? Uvažujme o chvíli těsně před tím, než výtahu praskne lano. Sir Isaac Newton si v 17. století, dlouho před vynálezem výtahu uvědomil,  že pokud nějaké těleso vyvine určitou sílu proti jinému tělesu, to těleso vyvine stejnou sílu proti němu. Dnes je toto tvrzení známé jako zákon akce a reakce. Pokud stojíte na podlaze výtahu a gravitace vás táhne směrem dolů, podlaha působí stejně velkou silou na vás směrem vzhůru. Stejné je to i s kabinou výtahu, v tomto případě, je to lano, na němž je kabina zavěšená, které působí proti tíži působící kabiny. Takže vy ani kabina se neřítíte šachtou dolů. Oba se pohybujete nahoru nebo dolů rychlostí ovládanou pomalými otáčkami motoru, který ovlivňuje odvíjení nebo navíjení lana z bubnu. Jakmile se lano přetrhne, přestane působit směrem vzhůru jeho síla i tlak podlahy kabiny, takže kabina i vy jste vystaveni gravitační síle a padáte dolů. Najednou se nacházíte ve stavu beztíže, protože síla, kterou obvykle podlaha působí proti vám, je pryč. Po krátkém okamžiku vznášení však vlivem gravitace se řítíte i s kabinou dolů.

V reálném pádu ve výtahu se však uplatní mnoho faktorů, které naše přežití ovlivňují. Na skutečný výtah bude působit spousta disipativních sil (tření, odpor vzduchu - výtah při pádu navíc pod sebou stlačuje vzduch v šachtě) a na osobu uvnitř tyto síly nepůsobí. Takže kontakt s podložkou je zaručen (člověk bude vždy "cítit výtah pod nohama", neboli reakce podložky bude nenulová, působící vzhůru). Výskok je tedy principielně možný.

Pokud však vyskočíte v padajícím výtahu, tak je skoro jisté, že hlavou narazíte do "stropu". Výskokem sice snížíte svoji rychlost pádu, zatímco strop výtahu se k vaší hlavě přibližuje stále stejně rychle. Už jednoduchou úvahou je jasné, že abychom si pomohli za všech podmínek, musíme vyskočit těsně před koncem pádu tak, že naše celková rychlost bude nulová (když bereme v úvahu to, že naše hmotnost je srovnatelná s hmotností výtahu, musíme umět vyskočit ještě rychleji). To ale pro velké výšky není v lidských silách ani pro ustálenou rychlost pádu.

Mírou poškození těla při dopadu je kinetická energie. Při dopadu rychlostí 17 m/s je kinetická energie 70 kg člověka asi 10 kJ, při výskoku jsme schopni předat výtahu řádově několik set Joulů, takže výsledná energie se téměř nezmění. Navíc při dopadu ve vertikální poloze hrozí zlomenina dlouhých kostí (stehenní, bércová nebo lýtková kost) utržení vnitřních orgánů nebo poranění páteře.
Lepší je proto si před dopadem lehnout na zem, čímž maximalizujeme dopadovou plochu, tedy i deformační účinky pádu (dráha do zastavení např. srdce o žebra je kratší) nebo rozbití hlavy, což se při výskoku dá očekávat.

 Horníci při fárání směrem dolů mají pokrčená kolena – minimalizují se tak následky prudkého zabrždění či zaseknutí výtahu.  

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.25 (4x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší