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[原创] 吴菊萍接孩子的力量到底有多大,明明白白计算

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发表于 2011-7-4 13:48:38 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国河南洛阳

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本帖最后由 duanzhixiao 于 2011-7-4 13:55 编辑

最近,有一则新闻“吴菊萍接住从10楼坠落的孩子致手部骨折”在各大论坛。首先表示敬意!
报道的最后多要估计一下“吴菊萍接孩子的力量到底有多大”,最后的结论是“
相当于托住287公斤的物体”。这个结论我不反对,不过后面的计算倒是看得我一头火!先引用一下原文(着色部分为引用):
“我们再请杭二中物理高级老师赵初蓓作个计算。我们给了赵老师两个数据:
孩子坠落时离地高度:28.2米 (来源于物业工作人员提供的数据,本报记者也在现场作了测量,一层层高是3.3米,再往上每层高3米,10楼人家窗台高度0.9米)。
孩子体重:12公斤 (由于没有女孩体重的实际数据,我们根据在医院的观察,女孩身材不胖不瘦,以卫生部《中国七岁以下儿童生长发育参照标准》两周岁女婴的平均体重来算)。
赵老师的计算结果如下:
小女孩从十楼摔下来的速度为23.5米/秒,整个下落的时间为2.4秒。
根据公式冲量=质量×速度差,接住小女孩时的冲量为282公斤·米/秒,而作用在手臂上的力,等于冲量除以女业主接到小孩所用的时间(以0.1秒来估算),那么,接住小女孩时有2820牛顿的力作用在手臂上,相当于在0.1秒的时间内托住了287公斤的重物。
赵老师说,接孩子时,由于施加了外力,孩子下落速度从23.5米/秒直接到0,所用的时间预估为0.1秒。”

如果我是校长,我要把这个老师开除!
这么简单的问题,居然还算到什么速度,时间上去,物理没学好吗??还有0.1秒你怎么估计的?

我的解答如下:
根据加速度的公式:s=a*t*/2,也就是s=v*v/2a。v是什么呢?v是她接住孩子瞬间孩子的最大速度,这就很简单了,这说明什么呢?说明该问题中,S与加速度a成反比。
那么也就是说,该问题中,
吴菊萍对孩子施加的力,是孩子下落中,加速与减速的距离的倍数。如果楼高28m,根据她的身高在1.6米,我们估计她接住孩子的过程手的有效施力运动距离是1m,那么手施加的平均作用力就是孩子重量的(28-1)/1=27倍!以下的计算不用说了!当然,你还会问一个问题,孩子落地的速度不可能是0啊?那么问题来,如果要孩子不受伤,那么这个力大概应该是多大呢?

看看如何把孩子不受伤这个问题转化掉,我们知道一个常识,一般人坠落致重伤的高度大约在6米,如果孩子从3楼无遮拦坠落,她基本不保了,在这个问题中,这样理解,我们对孩子施加的力必须抵消掉孩子坠落到离地6米高度所产生的速度才能保证孩子安全。这样这个问题又转化成了距离问题,28-6=22,22/1,也就是22倍!

当然你可能说手接孩子的距离可能不一样啊?那你自己估算一下,答案也很明了!


 楼主| 发表于 2011-7-4 13:51:40 | 显示全部楼层 来自: 中国河南洛阳
这一解答,扰过纷繁复杂的公式。将所有问题都转化问距离问题,这样就一目了然了!
我们教孩子就是应该教会他们这些东西,去理解公式,而不是去套公式!
再次对杭州吴菊萍女士表示崇高敬意!
发表于 2011-7-4 16:31:34 | 显示全部楼层 来自: 中国山东青岛
冲量的变化率即为力,赵老师的思路简单,明白,一看就懂。
倒是楼主的计算方法看起来更繁琐
发表于 2011-7-4 16:53:31 | 显示全部楼层 来自: 中国北京
有同感
发表于 2011-7-4 17:43:12 | 显示全部楼层 来自: 中国广东深圳
原捷克斯洛伐克守门员诺互京,扑球技艺高超。1962年的一天,他正在大街上散步,突然发现一个黑影从上直往下落,职业习惯让诺互京腾空而起,对着黑影扑救过去,将下坠物体稳稳当当地抱在怀里。原来,这是一个从五楼失足掉下来的一个孩子。

向吴菊萍致敬
 楼主| 发表于 2011-7-4 19:34:55 | 显示全部楼层 来自: 中国河南洛阳
3L,4L
我无语了,你说是进行一大堆的数学公式计算简单,还是直接看出力与距离的反比关系简单呢?
也许是理解这一个反比关系,有些困难!这个是由浅入深再入浅。是把公式用活了。

让我把由浅到深再到浅的过程说得再明白一些:
0  --->坠落点
|
(距离为S1)  ------重力加速度为g,假设时间为t1
|
v   ---> 手接触并开始减速点
|
(距离为S2)    ------反向加速度为a,假设时间为t2

|
0  --->速度减为0,着陆

S1=1/2gt1(2)   这个不用解释吧?
S1=1/2at2(2)   

所以S1/S2=at2(2)/gt1(2),而gt1=V=at2,所以,S1/S2=a/g。

我们知道,质量一定,加速度与其乘积就是力了,所以力的问题就转化成了谁都可以直接估算的距离之比!难道这还不直观吗?我们最后完全抛开了所有的公式与计算,不仅知道计算的结果,还知道误差,还知道误差在哪里!

试问,在赵老师的计算中,0.1秒你是怎么估计的?非常人所能为之
发表于 2011-7-5 10:33:23 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江温州
物理学不好  还是你们厉害哈
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