Можно ли спастись, подпрыгнув вверх в падающем лифте?

Вообразите абсолютно кошмарный сценарий: вы заперты в кабине лифта, который поднимается на несколько этажей, а затем вы слышите неприятный треск, поврежденный трос рвется, и лифт падает вместе с вами. Можно ли спастись, подпрыгнув вверх в подходящий момент?



В этом затруднительном положении, ключевым моментом, который следует осознать, является то, что вы движетесь вместе с лифтом, а когда он остановится, достигнув дна лифтовой шахты, вы тоже сделаете внезапную и крайне неприятную остановку.

Если вы подпрыгнете, поможет ли это избежать травмы? Давайте установим в шахте лифта камеру, чтобы она падала вместе с вами, и понаблюдаем за решающим последним моментом движения в замедленном режиме.

Вы подпрыгиваете в нужное время и поднимаетесь вверх, когда лифт касается пола. В этот момент вы (с точки зрения нашей камеры) двигаетесь вверх со скоростью, которую далее мы будем называть скоростью прыжка. В решающий момент перед столкновением с фундаментом лифт падает со скоростью, которую мы обозначим как скорость лифта.

Из-за прыжка вы падаете медленнее, чем лифт. Скорость, с которой вы ударитесь об пол внезапно остановившегося лифта – это разность между скоростью лифта и скоростью прыжка.

Для дальнейших расчетов нам понадобится еще две величины. Во-первых, важно знать, с какой высоты падает лифт, а во-вторых – насколько высоко вы подпрыгнули.
Давайте будем оптимистами и предположим, что от страха вы подпрыгнули вертикально вверх на 70 сантиметров, как баскетболист из NBA. Теперь мы рассмотрим несколько сценариев, избавив вас от подробных расчетов.
Падение с высоты одного этажа (3 метра): подпрыгнув вовремя, вы ударитесь о дно кабины так, будто упали с высоты всего 80 сантиметров. Не переживайте, все будет в порядке. Проблема лишь в том, что на подготовку к прыжку у вас будет всего 0,8 секунды, так что будьте бдительны!
Падение с высоты третьего этажа (9 метров): в этом случае удар будет таким, будто вы упали с высоты 4,7 метров. Своевременный прыжок может изменить итог от «возможно, смертельного» до «серьезной травмы». Скорее всего, одна или обе ноги будут сломаны, но вы останетесь в живых.
Некоторые умники предлагают лечь на дно лифта, потому что в таком положении сила удара будет распределена по всему телу. Это на самом деле ужасная идея. Пощадите свой мозг. При падении тело может частично принять на себя удар, а ведь основной причиной смерти при падениях с высоты является травма головы. Так что будет лучше, если удар примут на себя ваши ноги, хотя их тоже жаль, разумеется.
Падение с высоты пятого этажа (15 метров): удар о дно лифта будет таким, как при падении с высоты 9 метров. В этом случае своевременный прыжок на самом деле может увеличить вероятность выживания весьма существенно. Возможно, именно он определит конечный исход. У вас будет 1,7 секунды чтобы подготовиться и прыгнуть. Удачи!
Падение с высоты седьмого этажа (21 метр): сила удара будет эквивалентна падению с 14-метровой высоты. Увы, в этом случае у вас будет всего около 2 секунд, чтобы подготовиться к встрече с создателем.
Вряд ли вас что-то еще может испугать, но все же нельзя не сказать, что для простоты пояснений мы сделали несколько допущений. Так, расчет был основан на том, что прыжок состоится в идеальный момент, несмотря на то, что предугадать его практически невозможно. Стоит промедлить одно-единственное мгновение, и вы уже ударились о пол, а в прыгнув на секунду раньше времени, вы можете удариться головой в потолок и потерять скорость прыжка.
Еще одно допущение состоит в том, что вы вообще сможете оттолкнуться от пола при прыжке, что маловероятно, поскольку гравитация уносит пол кабины лифта от вас. Если вы внезапно окажетесь в состоянии свободного падения, вам придется схватиться за поручень, чтобы сохранить контакт с полом, необходимый для прыжка.

Мы также предположили, что вы ударитесь о твердый пол на дне кабины, но некоторые люди выживали в падающем лифте из-за троса, скрутившегося под кабиной и смягчившего удар. Впрочем, другие были раздавлены тяжестью той части троса, что осталась сверху и упала, сломав крышу кабины.
Сопротивлением воздуха вполне можно пренебречь – падающий лифт достигает скорости около 200 километров в час, прежде чем начнется сколько-нибудь заметное замедление движения.

Впрочем, воздух может спасти вас по-другому. Сжатый воздух в шахте под лифтом может обеспечить дополнительную амортизацию. Предположим, мы снова уроним лифт с высоты 7 этажа. Если бы шахта была полностью герметична, лифт, как поршень, опустился всего на 50 сантиметров, пока дополнительное давление сжатого воздуха не уравновесило его тяжесть.

Однако, обычно между стенами шахты и кабиной лифта существует зазор, который уменьшает эффект амортизации. Если все произойдет быстрее, чем лифт увеличит давление воздуха, или если это избыточное давление откроет двери в нижней части шахты, вы все равно будете падать довольно быстро.
Приблизительный расчет позволяет предположить, что для достаточного сжатия воздуха необходимо, чтобы просвет между стенками лифта и шахты был меньше 30 сантиметров.

В заключение, немного утешительных новостей. Особых причин для беспокойства нет. Современные лифты имеют целый ряд защитных систем, таких как запасные тросы и электромагнитные тормоза. Но если все же произошло худшее, воспользуйтесь своим шансом: прыгайте!