40米高跳樓不死？物理學原理竟是這

據《連線》報道，如果你恐高，這就是一個超恐怖的視頻。如果你太害怕不敢看，那就告訴你，視頻里有個人從登記高度為129英尺（39.3米或8層樓）的建築上跳入水中。別急！雖然這很瘋狂，但最瘋狂的是他越過了2個木頭做的船塢跳入水中（還好沒有落在船塢上）。

這帶來一個問題：從物理學角度看，越過第二個船塢到底有多困難？

人體拋物運動

如果一個物體的運動只受重力的影響，這被稱為拋物運動。因此，要弄清楚，在這個人跳離建築到跳入水中這期間的運動就是拋物運動。如果是真正的拋物運動，空氣阻力應忽略不計——現在就是這麼假設。

事實上，這是一個很好的拋物運動的例子，因為似乎這個人是水平跳離建築。先製作一個物理示意圖，然後設置一些需要計算的參數：

當然這不是非常準確的示意圖——因為跳水者沒有真的喊出「AHHHHHHH」。但不管怎樣，依然可以對運動進行分析。拋物運動有一個關鍵原理：你可以用X軸表示水平方向，用Y軸表示垂直方向，並將2個方向分解為2個獨立的一維運動學問題。2個一維運動的共同點是在同一時間裡發生。這個人在X軸方向的運動和在Y軸方向的運動都花了同樣多的時間。

首先看看Y軸運動，既然只受重力影響，這個人獲得垂直方向的加速度g（g=9.8/千克或9.8米/秒平方），如果水平面位置為0，在Y軸上這個人所處高度為h，Y軸方向的初速度為0米/秒（因為他是水平跳出而不是向上跳）。

然後，使用下面的運動方程（勻加速運動）：

如果你想知道這個方程從哪來的，推薦你去讀物理學入門書籍《Just Enough Physics》。使用這個方程，可以輸入Y軸位置的初始值和終值以及初速度，然後計算出時間：

這種時間表達式也可用於X軸運動。既然這個人沒有受到水平方向作用力的影響，那麼X軸方向的加速度就是0。這意味著只有下面的方程（更簡單）：

初始X值設為0，X軸方向的初速度就是這個人跳出的速度（大小與初始速度矢量相同）：

代入時間表達式，計算出的水平運動距離是：

讓我們花點時間檢查這個方程。單位是否正確？方程左邊用米為單位，右邊呢？（提示：是的）如果你從更高的地方跳會怎樣？是否水平距離更遠？你能嗎？（2個都是）如果初速度更大會怎樣？你會跳的更遠嗎？（再次肯定）如果你在一個重力為0的星球上會怎樣？這個方程還有用嗎，會發生什麼？（無法回答）

現在使用這個表達式看看這個跳水的人。實際上這是你在物理實驗室做過的相同試驗。當然不是從建築物上跳下，而是可能用這些球類發射器，在桌子上水平彈出小金屬球到地面上。如果用人來代替這個球，在YouTube上你可以獲得100萬次瀏覽量。

真正跳水的人

我們知道什麼？這個視頻稱，事件發生在紐波特港——可能是洛杉磯紐波特海灘的港口。相當肯定的是，這個位置來自谷歌地圖。谷歌地圖是很好的東西，可以用來計算水平跳躍距離，得出的大約值為7.4米。如果假定高度是正確的（129英尺或39.3米），使用這2個值可以計算這個人的跳出初速度：

初速度約為2.6米/秒，如同慢跑或快走——但肯定像合理的初速度。這個人本可以跑起來獲得更快的初速度，但他沒有。真的不知道他是否試圖跳入2個船塢中間，如果是這樣，他可能在途中嚇到了，害怕碰到第二個船塢。或者也許他想著在YouTube上能獲得多少點擊率。

但依然有些問題還未解答，就當作家庭作業留給你們吧。如果他跳的時候向上跳起來，使得Y軸方向的初速度不為0，會怎樣？是否這會幫他跳的更遠？要求設定某些假設條件。前面說過忽略了空氣阻力，沒有空氣阻力他的末速度（在進入水之前）是多少？與計算出的大約54米/秒（120公里/小時）末速度是否相當？

製作一個他跳下建築物後，考慮空氣阻力的運動數值模型。有了空氣阻力，最終入水點會不同么？假設他落水後還下沉了3米，在水裡他的平均速度是多少？加速度是多少個g？使用視頻分析計算這個人跳水的自由落體時間。下落時間是否與初速高度129英尺相符？如果你想超酷些，可以使用視頻分析計算船塢的角度大小，然後對比高度和時間——那將很酷。

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