人在 200 米深的游泳池水中，一起从 10000 米高空落下会不会死？ 第1页

题主对重力的威力一无所知啊。

即便装在200米深的游泳池中，从高空坠地也会死，而且死得相当的惨烈。

游泳池从高空下坠的时候，除了受到重力外，还有浮力和空气阻力。

如果游泳池下坠到地面之前，能够达到受力平衡。

那么：重力=浮力+空气阻力。

即，

换算得：

• 为空气阻力系数,，垂直截面为 1，为空气密度， 为水密度。
• 为游泳池横截面积， 为游泳池高度，为终速。

游泳池大小为：长50m，宽25m，深200m，泳池壁重量忽略不计。

游泳池重25万吨。

易得游泳池的终速为： =1741.66m/s

整个泳池坠地的刹那，动能为：

1吨TNT爆炸释放能量 ，游泳池释放的能量，相当于9 万吨TNT。

而美国投放在日本广岛的核武器小男孩的当量是1.5万吨TNT。

游泳池坠地释放的能量，相当于6颗小男孩的当量。

产生的效果，极有可能是这样的：

不过，题主提到的是从10000米高空坠落，自然达不到终末速度。

但死亡方式，比起上面这种瞬间解脱，游泳池从10000米高空落地，会更加的凄惨。

那万米高空的游泳池，落地的速度是多少呢？

万米高空无论重力、空气密度等都是变化的，要得到一个精确点的速度并不容易。

随着高度变化，温度、重力加速度、空气压强、密度、粘度的变化如下：

但有了这张图表，我们不妨对速度进行暴力计算：

• 温馨提示：不想看公式的，可以跳过计算过程，直接看后文的速度。

加速下落过程中，有：

令 ；

那么

再带回 ；

得：

可得:

• 落到9000米的速度为：
• 落到8000米的速度为：
• 落到7000米的速度为：
• 落到6000米的速度为：
• 落到5000米的速度为：
• 落到4000米的速度为：
• 落到3000米的速度为：
• 落到2000米的速度为：
• 落到1000米的速度为：

落地速度为：

整个过程平均重力加速度为9.79m/s^2，重力做功等效的速度为：

可以看出，从10000m高空坠地，减小的速度其实很少，空气吸收了约2.89%的能量。

游泳池撞击地表的实际动能：

计算出来的动能，大约比之前减少了一个数量级，但也相当于一颗小型核弹了，小男孩当量的40%。

由于地表大部分都是海洋，那么这个游泳池有70%的概率落入水中。

入水撞击的刹那，存在冲击力。

最大冲击力为：

最大冲击压强为：

冲击系数的大小，满足公式：

^[1]

从公式可以看出， 如果物体垂直与水面撞击， 趋近于零， 也趋近于无限大。

但物体落水，怎么都会存在一定的夹角：

这是不同研究人员对楔形物体撞击水面，得到 数值与夹角的关系。

当楔形物体与水面夹角为10°时，大于45，甚至高达60以上，预估可到75。

物体落水与海平面10°的夹角是合理。

若 我们取60的平均值，得到撞击的最大压强为：

，也即

已知人类骨头不同干密度的压缩极限强度在40~75MPa之间^[2]

人体皮肤强度的典型值在2~1.6MPa之间^[3]。

甚至水在常温下，1GPa之后，会直接凝固成密度高于正常冰块数倍的超级冰：

在高压下，水体是弹性可压缩的，受到的压强会呈现一个梯度变化。

• 根据问题的原描述，游泳池壁为刚体，不用不考虑泳池壁破碎的情况。

具体压缩尺度和时间，需要进一步来探讨：

若最大冲击力看做不变，那么：

冲击距离

冲击时间

从公式可以看出，当物体的高 不变时，速度越大，核心冲击时间越短。

可得，理论最小冲击距离2米左右，理论最小冲击时间0.01s左右。

当然，实际落水 是变化的，平均值比 更小，冲击距离和冲击时间也会更长一些。

若我们把力 看作是均匀减小的，那么冲击距离则变成4米左右，而冲击时间为原来的 倍，也即2~3倍。

以下是不同研究者所做的楔形物体落水，冲击时间与速度的关系：

可以看出，相关研究中速度大幅下降的主要冲击时间在0.04s左右。

最大冲击力 出现在图像中斜率最大的位置。

可以看出，若一直保持最大冲击力，则冲击时间会缩短至0.02~0.03s左右，也差不多是总冲击时间的1/2。

这样看来，我们在本题中，把总冲击时间取值为理论最小值的2倍是合理的。

那么，题主和游泳池落水与海面发生冲击时：

产生的冲击时间大约是0.02s，冲击距离约3m左右。

高达11GPa的压强产生在水底，只有最底层一两米内才可能出现超级冰。

那么，题主身体在水中遭遇的情况，则和在水中的深度有关。

人体70%都是水分，如果题主在靠近游泳池底的位置，那么可被顷刻压缩成杂质超级冰。

由于冲击力持续时间只有0.02s，刹那间游泳池内部的压强又会顷刻释放。

超级冰瞬间溶解，题主也完全解体。

当然，如果题主在水面上，那么是值得深入探讨的。

因为在超级压强下，水完全可以看成弹性体。

在冲击海面的瞬间，由于水体收缩，题主受到的压强的确远远低于

但不要忘了，题主自身也拥有 的速度。

发生冲击之后，在水体收缩的过程中，题主的速度会变成零。

前文已经得到了水体压缩3m，持续时间0.02s的结果。

但游泳池水面的情况则有些不同，冲击持续0.01s之后，外压就会骤降，游泳池内的水体就会开始反弹。题主身体会经历一个极短的减速到加速的过程。

• 类似于弹簧落在地面上，弹簧弹起刹那对，弹簧对地面的做功才会为零。

可计算得，题主减速时，受到水向上的压力可高达：

3062010N，也即相当于306吨。

虽然这个压力均摊在人体横截面积上，产生10MPa的压强，差不多正好能撕裂较脆弱部位的皮肤。但其实，由骨头、体腔以及内脏，组合成的人体远远无法承受这么高的压强。

一个5吨的中型卡车，轮胎受压面是200cm^2时，产生的压强才差不多2.5MPa。但这样的卡车足够把人给碾死。

从10楼高度跳下，完全横躺坠地产生的冲击压强也就1MPa左右。

所以，从整个人体来看，所能承受的压强，远远低于单个骨头或者皮肤的压强极限。

10MPa的平均压强，足以令局部骨折，同时令胸腔塌陷，内脏破裂而死亡。

除此之外，人的头颅整体上是骨块拼接而成的。像太阳穴下翼点这样的地方，由蝶、顶、额、颞四骨，汇合成“H”形缝隙，当受到外部较大冲击力时，这些脆弱部位，就会直接发生形变，从而导致整个颅骨破裂^[4]，10MPa很明显对颅骨结构充满了挑战。

当然，我们的题主很强大，假设他侥幸不死。

那么压缩到极限之后，水再次膨胀。

理论上所有水体在题主身上施加相同的总力量，把速度再次推回（考虑到各种损耗，实际达不到，但并不影响再次坠地的终末速度）。

压缩膨胀都在瞬间完成，水受力不平衡，会向上产生激流。题主身上某些部位承受的压强，会超过10MPa的好几倍。

超过16MPa这些激流就能直接切割皮肤，超过100MPa便有切割骨头的能力。

当然，不排除题主意志坚如铁，依旧坚持着。

那么题主飞向高空，最后再次下坠，将会以肉身的状态再在水面产生约40m/s的终末冲击速度。

虽然人体看做圆柱体， 可以低至6左右^[5]，但产生的冲击压强依然高达10MPa。

从之前到现在，这不知道已经相当于多少辆重型卡车在题主身上碾过。

如果题主乘坐的游泳池，不是落在海里，直接落到陆地上的话，情况实际也很类似。

内部的水也是类似的压缩过程，只不过压缩程度稍微更多一些。极限情况是，地面看做刚体，压缩做功完全等于动能。冲击系数无限高，最底层的水甚至可能压缩到核聚变（当然，现实中不会发生，毕竟陆地并非刚体）。

水底的题主，将以更快的速度凝固成超级冰然后解体。

如果在水面上，同样会经历减速到抛射的过程。

由于落在陆地上受力不均。

身体局部区域超过100PMa压强，直接造粉碎性骨折而身亡。

如果题主天赋异禀，整个过程，依旧都完好如初。

那介于他的身体能够承受的压强可超过10GPa，我深刻怀疑他是这个哥们：

参考

1. ^ 陈庆民, 吴宗成, 王丑丑. 二维对称物体的入水冲击研究[C]// 第八届全国流体力学学术会议论文摘要集. 2014.
2. ^ 徐晋彬, 张宏民. 人颅骨力学性质的实验研究[J]. 医用生物力学, 1996, 011(001):5-9.
3. ^ 卢天健, 徐峰. 皮肤的力学性能概述[J]. 力学进展, 2008, 38(4):393-393.
4. ^ 朱青安, 欧阳钧. 人体头部承受正面和侧向冲击的颅骨应力分析[J]. 中国生物医学工程学报, 1995, 14(2):140-140.
5. ^ I. M. C. Campbell and P. A. Weynberg, “Measurement of Parameters Affecting Slamming,” Report No. 440, Wolfson Unit of Marine Technology, Southampton, 1980.