一个人在月球上能跳多高?
许多人认为在月球上行走很有趣。我们来谈谈在月球上你能跳多高。
如果不用穿宇航服,就不会死。身高按180cm计算,质量约80kg,其质心高度约为100cm。按照专业跳高的背跳,也就是最大化重心,可以跳过地球上1.5米的横杆(这种体质的男性,简单指导肯定可以达到)。在一次成功的跳跃中,他身体的每个部分都必须高出横杆的高度,但质心不需要。根据背跳法,通过慢动作录像,即使到达跳跃的最高点,运动员的质心仍然低于横杆10cm。在加速过程中,假设质心从最低点(起飞前的蹲伏状态)上升30cm到最高点(他离开地面的瞬间),然后他的肌肉做功使他的质心上升60cm。
W=mv?/2+毫克
离地时的速度可以用在v?=2gh to get
因此,总功是
W=mg(h+s)=80kg×10m/s?×0.9m = 720焦耳
假设跳高运动员在月球上做同样的工作,但是在离开月球之前,他们的重心高度是恒定的。月球上的重力加速度只有地球上的1/6,即月球上跳高的能量方程为720J=mg(s+h')/6,由此可以推导出h'=5.1m。这是跳高运动员的质心在月球上垂直方向上升的高度。再加上原来的质心高度100cm,加上运动的特殊技能,估计月球上的纪录是6.2m,是地球上的4倍多一点。
这里跑跳的效果可以忽略不计,或者说在地球和月球上效果是一样的。我们的估计是基于这样的假设,即在两种情况下,使用相同的跳高技能将完成相同的工作。实际上,由于重力要小得多,人体腿部肌肉所施加的力远小于地球上的力,空气阻力也会对结果产生轻微影响,所以实际上应该在6米以内。