跳伞过程中的原理及其在生活中的应用

1、论跳伞过程中的原理及其在生活中的应用【摘要】:跳伞员在跳伞过程中遇到的一些问题会对他们执行命令的情况产生一些影响。为了确保他们在高空中的生命安全以及任务的顺利完成，研究跳伞过程中的原理以及这些原理在生活中的具体应用，成为了必不可少的研究课题。笔者就跳伞过程中的原理及其在生活中的应用作了研究和调查，主要从原理和这些原理在生活中的应用两方面进行了研究。【关键词】:跳伞、原理、应用近年来各种自然灾害频繁发生，从高空降落到灾区的需要日益加多，在这种情况下，了解跳伞过程中的受力分析，这些力的作用以及在此过程中的能量转换，对保证执行任务的人的生命安全以及灾区人民尽快得到救援尤为重要。当然，将这些原理应用到现实生活中能极大地为我们的生活带来方便。本文主要是从跳伞过程中的原理及其在生活中的应用这两方面进行探讨的。1、跳伞过程中的原理 整个跳伞过程其实是一个加速度在减小的加速运动，再变成匀速运动，在整个过程中用到了牛顿定律，自由落体运动，当然还有缓冲。1.1跳伞过程中的受力分析在跳伞过程中跳伞运动员受重力以及空气阻力。运动员从静止开始下落，一开始重力大于空气的阻力，加速度向下，运动员下降的速度不断增加，

2、随着下降的速度的增加，空气的阻力不断增大，而此时重力确不变，向下的加速度越来越小。等下降速度达到某个值V时，空气的阻力正好等于重力，这时加速度为零，运动员下降的速度将不会增加了，就会保持匀速V的直线下降，直到安全落地。1.2这些力的作用重力即地球对人的吸引力,作用自然是使人能够到达地面,但我们知道单纯的自由落体运动会使人在接近地面时有很大的速度,由冲量公式可知落地时刻地面对人的冲量是极其大的,人一定受不了。这是空气阻力就显得尤为重要，它可以控制人的速度，使落地时速度不致太大，能保证跳伞员的安全。1.3跳伞过程中的能量转换由于人一直在下降，很明显，跳伞员的重力势能一直在减小，在加速过程中，跳伞员的动能一直在增加，当匀速运动之后，跳伞员的动能就不变了，又由于在此过程中受到空气阻力，一部分的重力势能就转换成了热能，跳伞员的机械能减少。1.4降落伞的原理除了对跳伞过程中的原理进行分析，我们还有必要对降落伞本身的结构和原理进行一些探讨和分析，降落伞是利用空气阻力，靠方形、圆形和蝶形等这些可以对下将进行极大缓冲的构造来确保跳伞员能够安全着陆，依靠相对于空气运动充气展开的可展式气动力减速器，是使人或

3、物从空中安全降落到地面的一种航空工具。降落伞从最初的圆形演变成现在的方形、圆形和蝶形，这些改造都是利用缓冲原理进行的，为人们的安全提供了极大的保障。2、跳伞或过程中的原理在生活中的应用2.1 跳伞在生活中的应用跳伞在空降兵作战和训练、航空航天人员的救生和训练、跳伞运动员进行训练、比赛和表演，空投物资、回收飞行器等方面都有很多的应用。随着科技不断的发展，人民对物质生活以及精神生活的需求不断增加，跳伞在生活中的应用越来越广，越来越普及。 2.1.1跳伞比赛如定点跳伞、特技跳伞、造型跳伞、飞机跳伞、氢气球跳伞、伞塔跳伞、倒空跳伞、造型跳伞、个人特技跳伞等为那些喜欢冒险，喜欢跳伞的人们提供了尝试的机会，他们可以在这些比赛中放飞自己，享受比赛的刺激和快乐，满足自己的兴趣爱好，当然也可以找到志同道合的朋友，这对他们的生活，对他们生活的充实性无疑是一种帮助。对于那些观看比赛的朋友，自然也是一种收获，他们在这里和那些跳伞运动员一起体验血液的沸腾，一起感受那飞翔瞬间的满足，这也为他们的生活带来许多充实。 2.1.2 玉树大地震发生后由于地势高且都是山路,为救援带来了很大的不便，救援队伍不得不从空中降落，

4、这时跳伞就发挥了极大的作用，而为了确保人员安全落地，研究跳伞过程中的各种受力以及能量转换就显得极其重要，由此可见，在重大事件发生时，跳伞能够发挥极其重要的作用，当然对跳伞的研究也就显得尤为重要。 2.1.3 在日常生活中，随着经济的飞速发展，随着人民生活水平的不断提高，人们外出旅游的频率日益增加，而飞机作为最方便，最快捷的交通工具，越来越得到人们的青睐，可是世界上的事情从来没有绝对，而且随着空气污染的日益严重，飞机数量的不断增加，飞机出事时难免的，当遇到这种意外情况时，跳伞就成了我们的不二选择，如果平时掌握一些跳伞原理，懂得跳伞的一些知识，这对我们在紧急关头的逃生是极其重要的。由上述三点可见，跳伞在我们的日常生活中是多么重要。2.2 跳伞过程中的原理在现实生活中的应用2.2.1电梯里的失重问题乘坐电梯时大家都有这样的感受,电梯下落的那一瞬间会感觉身体向上，这就是因为在下降这一瞬间人的受力不平衡，受到电梯给人的支持力小于重力，使人感觉身体腾空，这和跳伞刚开始时是一样的，跳伞一开始重力大于空气阻力，产生竖直向下的加速度，同样的，在电梯里，下落一开始，重力大于电梯的支持力，加速度向下电梯里的

5、人处于失重状态。2.2.2游乐园中的应用先说能量转换方面，当过山车攀登到达第一个坡度, 过山车储存越来越多的势能。 当重力牵引过山车沿斜坡下滑, 势能又转化为动能。 斜坡上离顶部越远，势能转化为动能就越多, 乘客能感觉到速度的加快，此时过山车在做加速度减小的加速运动。 到达斜坡的最底部时, 速度最快。当车体攀登第二个山坡，动能又逐渐转化为势能, 过山车的速度逐渐减慢，此时先做加速度增加的减速运动，当速度达到某一值时，过山车开始做加速度减小的减速运动。当到达最高点时，加速度和速度都为零。高度越高,意味着动能转化为势能越多，这个动能势能的转化守恒定率,保持过山车沿轨道上下运动。 而动能的总量是保持不便,只是重一种形式转化为另一种形式。这也是重力势能和动能的转换，当然与跳伞过程不同的是，跳伞过程中机械能时间少的，而过山车由于有马达的带动，机械能是增加的。再说受力方面，当过山车向下走时，人受到的重力大于过山车给人的支持力，此时人处于失重状态，当在平缓地方走时，过山车做匀速运动，当走上坡路时，过山车的支持力大于重力，人处于超重状态。2.2.3在蹦极这些极限运动中的应用蹦极是一项勇敢者的运动。用一

6、根弹性橡皮绳拴住身体从高空下落无疑是一种危险的运动，掌握运动过程中的原理显得尤为重要。蹦极也是跳伞过程中的原理的一种应用，人从高空落下，先在重力作用下做自由落体运动，当下落到一定高度时，弹性橡皮绳拉直，在这之后，蹦极挑战者除受到重力外还受到橡皮绳的弹力作用，且随着下落高度的增加，人受到橡皮绳的作用力越来越大，向下的合力越来越小，挑战者开始做加速度减小的加速运动，当下落到某一高度，所受重力等于橡皮绳的弹力，即合力相等时，加速度变为零，此时速度达到最大值，这之后，橡皮绳的弹力大于人所受的重力，挑战者开始做加速度增加的减速运动，直到速度减为零，当速度为零时，人处于最低点，在橡皮绳弹力的作用下向上运动。在下降过程中，空气阻力对人也有一定的阻碍作用，即人像上受到空气阻力和橡皮绳的弹力两个力的作用。在下降过程中，人的重力势能在不断减小，重力势能转变为动能和克服摩擦力做功产生的热能，动能先增加后减少，又由于有一部分热能产生，蹦极挑战者的机械能减少，这些能量的变幻和跳伞过程中的能量变换是一致的。2.2.4 其它的一些应用在“跳高”和“跳远”的比赛中设置沙坑，排球比赛中的传球，垫球都用到了缓冲的原理等等。有上述四点可见，跳伞过程中的原理如自由落体，缓冲，以及一些受力和运动在生活中的应用是极其广泛的。总之,研究跳伞过程中的原理对保证跳伞员的生命安全以及任务的顺利完成有着极其重要的作用,随着科技的发展和人民需求的不断增加,跳伞过程中应用的原理在日常生活中的应用也越来越广,因此我们要对跳伞过程中的原理作进一步的研究,以此来为人们的生活提供更多的方便,来满足人们日益增长的需求。参考文献陈光平， 中国科技信息 ， 期刊 ， 2005 梁立国， 自由落体运动，辅英科技大学科学教育中心 虞福春，郑春开编著，电动力学，北京大学出版社，2003何启智，王绩适编著，电动力学，高等教育出版社，1985 商学院 管理科学与工程专业 马亚璇 学号：1112164

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