落下・転落したときの衝撃

質問

いつもエレベーターに乗っていて思うのですが、
エレベーターのワイヤーが切れ、ストンと落っこちた場合、
エレベーターの中に居る人は落下している最中
どのような状態になるのでしょうか？
エレベーター内の天井に叩きつけられる形になりますか？それとも
床に押しつぶされる形？
そして例えばそれが１００ｍの高さからストンと落ちた場合、
人間は死ぬでしょうか？
死ぬとしたらどのような衝撃を受けてどのような状態でどこに叩きつけられて死にますか？
知りたいのです。
なお、現実のエレベーターはワイヤーが全部切れてもストンと落ちることはないそうです。
あくまで純粋に物理的にどのようになるのか教えてほしいのです。

これに関連してもうひとつ質問があるのですが、
例えば、
厚さ１００ｍの鉄板の上に人間が立っていると仮定してそれを
１０００ｍの高さから落としたら鉄板の上に立っている人間は
どのような状態になってしまうのでしょうか？
普通に１０００ｍの高さから地面に激突した様にぐちゃぐちゃになりますでしょうか？

教えてください。

回答No.4

si1129

#1　空気抵抗を無視すれば、地上に置いたエレベータの床と同じ材質の板に、100ｍの高さから飛び降りたと同等です（落下中は当然無重力状態）。下半身から着地できたとしても衝撃で下半身から破壊されます。着地と同時にジャンプ等は無理でしょう。
#2　#1と同様に考えれば、地上に置いた100mの厚さの鉄板に高さ1000mから飛び降りたと同等です。

回答No.3

outerlimit

＃１の補足に関して

想像してください

エレベータのカーゴや鉄板は直接関係ありません、速度は地面に対しての速度です、衝撃加速度も同様です

地面が非常に硬い場合、対地速度は一瞬（表現が不適切）に０になります（反発して逆向きの速度を得ることも）
これに要する時間で加速度が異なります（速度の微分ですから）
やわらかければ、めり込んだりする分時間がかかりますから、加速度は小さくなります)

何でもかんでも聞こうとしないで、少しは自分で考えてください
その考えで良いかを聞くように心がけて頂くと回答する張り合いがあります、鸚鵡返しだと肩が落ちます

お礼

そんなに上からモノを言われて不愉快です。
もうあなたには質問しませんので、私の質問ページに来ないでください。

回答No.2

mazimekko3

力積を勉強するとその全てに解が与えられます。

お礼

回答ありがとうございました。力積ですね。

回答No.1

outerlimit

エレベータのカーゴが摩擦等で減速されずに、中の人と同じに自由落下するのならば
自由落下中は、床面を蹴れば浮き上がり、そのまま天井届き落ちてきません
（いわゆる無重量状態になります)
このような方法で無重量状態を作る施設が北海道にあったと思います

落下の間重力加速度で加速を続け、地面に激突します
どの程度の影響を受けるかは、激突するときの速度によります

空気の抵抗を無視すれば　重力加速度と落下距離から落下の時間がわかり、激突時の速度も判ります

1000ｍ落下には　約13秒　その時の速度は130ｍ/秒　時速500km弱です

これは　人が乗った鉄板でも同じです（鉄板が地面に激突し、その直後人が鉄板に激突します）

ここで激突と表現しましたが　完全に停止するまでにどのくらい時間がかかるかで衝撃（人や物が逆方向に受ける加速度）が異なります
130ｍ/秒が0.1秒で停止すれば重力加速度の130倍の加速度を受けます
0.01秒ならばその10倍です　1秒ならばその1/10です
（過渡状態なので、このように簡単ではありませんがイメージとして）

地面の強度により鉄板が地面にもぐりこむ場合　停止するのに時間が余計かかりますから、その分　受ける加速度（衝撃）は小さくなります

ぐちゃぐちゃになるかどうかは、そのもの自体の強度によります

お礼

回答ありがとうございます。
なるほど。
エレベーターの場合無重力状態になるんですね。。
なんとなくそんなイメージがありました。
例えば落下するエレベーター内でエレベーターの床を蹴って天井に張り付いた場合
エレベーターが地面に激突→人間が天井からエレベーターの床に激突
という流れになるんですか？
その場合普通に１００ｍの高さから飛び降りた場合と同じ衝撃を受けますでしょうか？

そして鉄板ですが、
仮に鉄板が激突してもへこまない固い地面だった場合（地質はなんでも可）、どうなりますか？
鉄板に衝撃が来て時間差で鉄板の上に立っている人間が「ぐしゃ」と
飛び降り自殺のケースの様になるのでしょうか？