高空跳伞

1990 年 9 月，第十一届亚洲运动会在北京举行。在隆重的开幕式上， 观众们有幸目睹了一场精彩的高空定点跳伞表演。兴奋之余，大家不禁会问：为什么运动员们从几千米高的空中跳下还能如此从容自如地跳到赛场中的大气球上呢？

学过物理的读者都知道，自由落体在地球的引力作用下，其速度 V 与它降落的距离 h 有如下关系：

V2=2gh

其中 g=9.8 米/秒 2 为重力加速度。如果运动员从 2000 米高空跳下，其达到地面时的速度：

V = 2 × 9.8 × 2000米／秒 = 198米／秒。

运动员如果以这么大的速度接近地面，别说要踩中赛场中的目标，就连生命恐怕也难保了。

事实上，即使运动员不打开降落伞，其着地速度也不会达到这么大。这是由于运动员除受重力作用之外，还要受到空气阻力的作用。一般说来， 物体所受到空气的阻力与其速度成正比。当物体从空中竖直下降时，其速度随时间的变化关系为：

V = g

r

- g e r

− rt

其中 r 为阻尼系数。

实验证明，阻尼系数 r 与下降物体的最大截面积成正比。当运动员不打开降落伞时，空气阻力的阻尼系数约为 0.2/秒，因此，无论运动员从多高的空中跳下，其着地速度不会超过 50 米/秒。当然，以这样大的速度着地，运动员也恐怕会粉身碎骨。跳伞运动员打开降落伞，就是为了增大其横截面积，这样阻尼系数就大大增大了。通常情况下，阻尼系数能达到 2/ 秒左右，因此，运动员着陆的速度只约为 5 米/秒左右，这样运动员就可以安然无恙地着陆了。大家也不难想象，亚运会开幕式上那些训练有素的运动员们惊人的技艺了吧！