2021.07.28スポンサーリンク皆さん、今までに一度は考えたことがありませんか?「もしも突然エレベーターのワイヤーが切れて落下してしまったらどうすればいいの?」なーんて。アメリカで行われた調査によると、エレベーターの事故で死亡する確率は約0.00000015%とのことなので、そんなことを考えても杞憂というか、そんな心配するぐらいだったらもっと別の事に脳を使って欲しいところではあります。宝クジを1枚だけ買って1等が当たる確率とほぼ同じらしいですね。これを物理学の観点から真剣に考えてみると結構面白い!てなわけで、本記事では上記の疑問について真面目に考察・解説を行っていきます。先程は「考えてもムダ」みたいなことを言いましたが、日常で起こる何気ない自然現象をはじめ、色んな物事・出来事に対して疑問を持つというのは素晴らしいことです。物理や化学といった学問の発展は、そういった何気ない疑問を突き詰めて研究していった成果なのですから。...ちなみに、冒頭の疑問について、皆さんはどんな回答を考えたでしょうか?う~~ん...。着地の寸前にジャンプとか?ゆうき塾長きました!テンプレ回答!さて、それは果たして可能なのか!?そういった点にも触れていきますので、少しでも気になった方はぜひ最後までご覧くださいませ。着地寸前ジャンプは可能か?落下中にとるべき行動とは?最後にエレベーターの仕組みさて、まずは本題に入る前にエレベーターの仕組みについて軽く紹介しておきます。意外にも何種類かあるんですよね。種類によって結構仕組みが違いますので、どんな種類があるのか見ていきましょう。「つるべ式」おもりとカゴでバランスを取りながら上下させる。一般的なタイプのエレベーター。「巻胴式」モーターを使ってワイヤーでカゴを上下させる。おもりが無い分モーターの負担が大きい。油の圧力を利用してカゴごとジャッキを上下させる。モーターとワイヤーを使わない。「リニアモーター式」リニアモーターを用いてカゴを移動させる。上下だけでなく左右の移動も可能。(「カゴ」とは人が入る箱の部分のことです)※他にも車のようにタイヤがついていてレールを走るタイプや、カゴが上下に2つ付いた2階建てタイプなど、細かい種類を含めるとまだありますよ。エレベーターと聞いて皆さんがパッと頭に思い浮かべたのは「巻胴式」ではないでしょうか?と言っても、少ない文字だけの説明では、どの種類を考えたのかイマイチ分からないですよね。Co,Ltd.ゆうき塾長うーーん、めっちゃシンプル!本記事のメインテーマは「落下したらどうなるのか?」であって、エレベーターの種類は大きな問題ではありません。今回はこの最も単純な構造である「巻胴式」をイメージして以降の記事本文をご覧ください。ゆうき塾長それにしても、上下だけでなく左右にも移動するリニアモーター式って凄いですよねー。(近未来って感じがするのは僕だけでしょうか?)エレベーターの安全装置ところで、皆さんは上の画像を見て、どう思いましたか?ぶっちゃけけっこう危なそう...。「人が沢山乗ったらヤバいんじゃ...」なんて心配になる絵面ですよね。ゆうき塾長でも心配ご無用!エレベーターには落下事故を防ぐ為の安全装置がいくつも備わっています。その安全装置が付いているのは主に以下の4箇所↓1ロープ(ワイヤー)2巻上機3カゴ4緩衝器まず1についてですが、カゴを上下させるワイヤーは鋼鉄製で、しかも通常は1本ではなく3~10本でカゴを吊り下げています。上の画像は分かりやすく表現されているだけです。なにも縄みたいなヒモ1本ってわけじゃないということですね。エレベーターには定員(最大積載量)が設けられており、それ以上の重さになるとブザーが鳴ることはご存じかと思います。実は、あの定員の10倍程の重量なら、ワイヤーの強度的に耐えられるようになっているんですよ。フツーに使っている分にはワイヤーが切れること自体ほぼ有り得ないってことですね。次に2ですが、もしもワイヤーを巻き取る巻上機が故障した場合には、緊急ブレーキがかかるようになっています。ゆうき塾長しかもブレーキは2つの2重ブレーキ仕様です。3のカゴについては、カゴの位置や速度の異常を感知してブレーキをかけるように伝える保護装置を設置。万が一(いや億が一)ブレーキが2つとも故障して3~10本のワイヤー全てぶち切れてカゴが落下したとしても、地面には着地の衝撃を和らげる4緩衝器が取り付けられています。(まぁこの緩衝器については効果が定かではなく、ほんの気休め程度ではありますけど...)それにしても、これだけの安全装置が一つ一つのエレベーターに備わっていると知れば、いかに落下の心配をすることが杞憂であるかご理解いただけたのではないでしょうか。約0.00000015%ですからね。――と、エレベーターの仕組みと安全性を紹介しておいて何ですが、それでも実際に落下事故が起こっているのは事実。いうわけで、ここからは仮に落下事故が起こった場合のことを考えていきます。気になるのは一体どれだけの速度になるのか?それには高校物理で習う「終端速度」というものを知っておく必要があるのですが、恐らく聞いたこともないという方が多いでしょう。僕も授業の為に勉強するまでは全く知らなかったですから。(高校物理は途中で断念したので...)そこで、以下では終端速度の意味とエレベーターの落下速度について見ていきましょう。終端速度とは?物が落下すると下向きの力(重力)によって、だんだん速くなっていくことは既にご存知かと思います。その加速の割合(加速度)はと言うと1秒経つ毎に秒速9.8mずつ速くなるといった具合です。それでは、その加速ってずっと続くのでしょうか?そんなことはありません。いつまでも加速し続けるとしたら、雨粒は凄まじい速さになって私達の身体を打ちつけることになるでしょう。正確には時速500km程になるのだとか。それは、空気が雨粒の落下を妨げているから。(「空気抵抗」というやつですね)この空気抵抗というのは、物体の速度が速いほど大きくなります。歩いている時には空気が身体に当たるのを感じられなくても、車に乗って窓から顔を出すと空気が当たるのを強く感じますよね。このように、雨粒も落下によって速くなるにつれて、空気の抵抗を強く受けることになるのです。重力による下向きの力と空気抵抗による上向きの力が釣り合うことで、加速が止まり速さは一定となります。重力加速度は全ての物体に共通ですが、空気抵抗はそうではありません。紙のように薄く広がった形では、空気がぶつかり易いので空気抵抗は大きくなります。一方で、細く尖った形では空気がぶつかりにくく空気抵抗が小さくなる、といった具合です。物体の形状(空気の影響の受けやすさ)によって終端速度は異なるということ。色々なモノの終端速度を挙げてみましょう↓アリ:時速25km硬貨:時速50kmネコ:時速100km人間:時速200kmこんな具合ですね。高層ビルの屋上から500円玉を落として、不幸にも地上の人に当たってしまったとしても、その時の速さは時速50kmくらい。ゆうき塾長せいぜい軽く叩かれた程度の衝撃でしょうか。アリに至っては、たとえ上空1万mの高さから落としても時速25kmで、まず死ぬことは無いでしょう。対して人間の終端速度は時速200kmこの速さでコンクリートにでも衝突したら、生きているのが不思議なレベルですね。エレベーターの終端速度さて、ではエレベーターの終端速度は一体どのくらいでしょうか。これによって、落下した後の生存率も大きく変わってきますよね。エレベーターの終端速度については、カゴの形状や大きさによっても変わるのでネットでも諸説あります。時速200kmと主にこれら3つの説が有力です。いうわけで、本記事では間をとって時速150kmとして考えていきましょう。ゆうき塾長プロ野球選手のストレートぐらいの速さですかね。人の自由落下より幾分マシですが、十分恐ろしい...。スポンサーリンクもしエレベーターが落下したら?さて、ようやく本題にやってきました。ブレーキが2つとも故障し3~10本のワイヤー全てぶち切れその結果エレベーターが落下してしまったら一体どうすればいいのか?エレベーターが終端速度まで達するには30階程の高さが必要みたいですから、ここでは仮に東京スカイツリーの一番高いフロアである第2展望台と同等の高さ100階で落下事故が起こったとしましょう。ゆうき塾長メートル換算すると約450mです。※まぁ終端速度に達したら速さは変わらないので、別に50階でも80階でも地面に衝突した時のダメージは同じなんですが、何となくヤバそう感が増しますね。これで、落下中に終端速度である時速150kmに達することになります。それでは、まずはカゴ内がどんな状況になっているのか見ていきましょう。状況次第で、出来ることも変わってきますからね。結論から言うとほぼ無重力です。自分もカゴも重力を受けて一緒に落ちているので、自分には床が無いように感じられるから。無重力状態とは、なにも本当に重力が無い状態とは限りません。落下している、つまり自由落下の状態では重力を受けているものの、それを感じることが出来ない為に無重力のように感じます。宇宙船に乗っている宇宙飛行士のような状態です。いうことは、カゴの中にいる人間はめっちゃフワフワしてます。ゆうき塾長エレベーター落下という危機的状況でなければ楽しそうですね。着地寸前ジャンプは可能か?この「もしエレベーターが落下したら?」という問いに対して「何となくイケそう!」と思って挙げられる回答の一つが着地寸前ジャンプしかし、残念ながら着地の寸前にジャンプすることは不可能に近いでしょう。いうのも、主に以下2つの理由があるからです↓1そもそもジャンプできない2タイミングが分からない前述の通り、カゴの中にいる人は無重力に近い状況下にいます。そんな中、即座に体制を整えて床に足をつけ、グッと力を入れてジャンプ!なーんて芸当が出来るのは、バリバリ現役の宇宙飛行士くらいです。着地の寸前でしょ?考えてもみて下さい。ジャンプする人はエレベーターのカゴの中ですよ?四方八方どころか、上下まで壁に囲まれたカゴの中で、外の様子を伺うことは到底できません。ゆうき塾長まぁ最近はガラス張りのエレベーターも増えてきたので、それならワンチャンタイミングとれますね。それでもかなり困難なことには変わらないでしょう。終端速度は時速150kmですから。プロ野球選手のストレートに初見でタイミングを合わせるのと同等の行為です。バッティングセンターで時速150kmの球を体感したことがある方は共感いただけると思いますが、時速150kmってとんでもなく怖い。バッターボックスを過ぎてネットにぶつかるとハンパない音が響き渡ります。一目見ただけで「あ、コレ当たったら死ぬわ」と悟ること間違いないでしょう。ゆうき塾長プロ野球選手の皆さんマジ尊敬しますね。万が一、奇跡的な確率でジャンプに成功したらどうでしょうか?外の様子が全く分からずにフワフワする中、ヤケクソに足を振ったら偶然にも床を蹴り、それがタイミング良く着地の寸前だった――と。「やった!これで落下の力を相殺できる!」......相殺?人間がジャンプする速さは、平均で時速5km程。ジャンプに成功したところで、わずかに時速5km分の速さしか打ち消せず、その直後に時速145kmの速さでエレベーターの床に叩きつけられる。普通に考えて死にます。・仮に攻略しても焼け石に水ということですね。ゆうき塾長まぁもし時速150kmでジャンプ出来るのなら可能性ありますけど...。↑50階建ての建物を飛び越えられる位のジャンプ力です。落下中にとるべき行動とは?では、そろそろ現実的に考えますか。ジャンプとか小賢しい逃げ道を考えるのは止めましょう。なっては地面への衝突は免れません。ゆうき塾長この状況下で無傷とか有り得ないですからね。考えるべきはいかに衝撃を致命傷にならない箇所へ分散させるかということ。そこから導き出される回答は寝そべって頭を手で覆うこれです。派手な行動で助かるなら苦労しませんから。致命傷に繋がる脳への直撃は何としても避けるために、頭部は手持ちのバッグなどで守れたら一番安心なんですが、何も持っていない場合はせめて手で覆うようにしましょう。身体全体に衝撃を分散させるには、床に身体全体をくっつける必要があります。無重力の状態で寝そべるのは難しいのですが、可能な限り近い体制をとるように努めるのが最善策です。何とか上手く寝そべることが出来たら、もう出来ることはありません。後はまぁ神にでも祈りましょう。仏教派の方は念仏でも唱えておきましょう。スポンサーリンク最後にというわけで、いかがでしたか?日常にある物や出来事に疑問を持って思考するのは、自分で課題を発見し解決する能力を養えます。バカげたことのように思えても、深く考えてみたら実は大変学びになることも多いでしょう。時には教科書や問題集から目を離して、もっと今ある日常に目を向けるのも大切かもしれませんね。リンク塾長の雑談スポンサーリンクブログランキングに参加しております。~マスクを着ける本当の理由は?~コロナ禍の経験から、マスクの着用が随分と一般化してきた今日。「あなたはなぜマスクを着けるのか?」そう尋ねられたら、あなたは何と答えますか?予防以外にも様々な目的・理由でマスクを着ける人がいるものです。"マスク依存症"の人とかね。塾長の雑談100記事達成!ブログのPV・アクセス数・収益の変化や如何に!?半ば副業目的で始めたブログが100記事達成!肝心のPV・アクセス数・収益は50記事の頃と比べてどんな変化が見られるのか。~クロスドミナンスとは?~右利きが多くて左利きは少ない。確かにそうですが、その割合は国によって違いますし、男女でも異なります。利き手には右利き左利きだけではありません。「分かった、両利きでしょ?」それもありますが、今回のお話は"クロスドミナンス"についてです。~ブログ始めて半月で一発合格~ブログの収益化を目指す人の多くが申し込む「Googleアドセンス」の審査。合格率が一桁台とも言われる超難関のこの審査に、奇跡的(?)に一発で合格を遂げた当サイト管理人が、審査申し込みから合格までの詳細データや注意点をご紹介いたします。塾長の雑談おすすめの著作権フリー画像・イラスト素材提供サイト紹介☆Googleの画像検索でササッと拝借。そんな人は多いのではないでしょうか?しかし、それでは著作権侵害になってしまう可能性が極めて高いです。知らずに著作権法違反しないよう、著作権フリーの画像・イラスト素材サイトと横断検索サイトを紹介します。【1年間のブログ運営報告】PV・アクセス数・収益などを一挙公開☆ブログ運営を始めて早1年間。完全に副業目的で始めた教育・雑記ブログですが、果たしてPV・アクセス数・収益はどう変化したのか。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。名前メールサイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。石川県のとある(田舎)町で学習塾を運営しています。学習塾の開業・経営に関する相談は随時受け付けております。defined.")}))})();タイトルとURLをコピーしました。