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“MJ奶奶”究竟是怎么做到前倾45度的?

 pgl147258 2016-03-15

这个“不借助外力”包不包括风力?
若风力作用在人体上的向上分力大于重力,那么人都可以飞起来,而风把人吹起来的实例是很多的....

纯理想状态分析下,设风速为v,受力面积为S,空气密度为ρ,风在碰到人体后速度减为0,那么根据冲量来算,Ft=mv=ρvtSv,得F=ρSv^2。不过由于空气并不是变成静止,因此实际冲量比理论冲量少,因此估计得更高的风速才能达到目的....
至于支不支持的起老人,估计还和老人的脚长有关....如果这么长的话...估计角度还能大些....

好吧,@moogee 要求精确计算,那么就稍微计算下(以下计算为理论推算)。
若将人体视为以刚体(包括脚),风为平行于地面吹拂,老人身高为2H,前倾角为θ,足长为L。那么保持平衡的状态为以脚尖(O1)为支点时不向前翻倒,脚跟(O2)为支点时不向后翻倒,那么重力力矩和风力力矩平衡时(见图):

因此有:
若无风,则H·sinθ≤L,这点同@yhz 的讨论。
不向前翻倒临界态:F·Lf=F·cosθH=G·(sinθH-L) (1)
不向后翻倒临界态:F·cosθ·H=G·sinθ·H (2)
那么有:若要保持前倾角为θ,则F的范围为:
(G·sinθ-G·L)/H·cosθ≤F≤G·tgθ
带入F=ρSv^2,有:
√(G·sinθ-G·L)/H·cosθρS≤v≤√G·tgθ/ρS
这个就是维持老太太标准MJ姿势的风速范围。(其中S应取老太太正面投影面积)。

带入一组数值算算,若老太太高1.6m,宽0.4m,体重50kg,g取10,前倾角维持45°,脚长为0.2m,空气密度1.3kg/m3,那么风速应该在16.6m/s到24.5m/s之间,相当于8、9级风。当然这个只是非常粗略的估算,上面也说过了,实际风速应该比这个计算值更高...


这个问题需要做很强的简化才能估算,比如把人简化成一块均匀的长方形薄板,以脚与地面的接触点为支点,实际上就转化成了一个力矩平衡问题。重力G与体重有关,阻力F则与风速和人体的挡风面积有关。两个力的力矩达到平衡,就可以算出前倾的角度了。不过,阻力F的具体算法还需要再查一下,没学过流体力学的伤不起呀……

PS:找到了阻力公式,R=(λ/d){(υ^2γ)/2g} R-阻力(kg/m2);λ-阻力系数;d-当量直径(m);υ-风速(m/s);γ-空气比重(kg/m3);g=9.8(重力加速度)。还挺复杂的……

老人的状态应该是最省力的。
重力可以做分量,平行于身体和垂直于身体的力,各为G*sqrt(2)/2,50kg的体重的话,导致身体转动(垂直于身体的那个分量)为50*10*0.707=353.553 N。

老人迎着风的话,如果考虑水平方向的风,那么风的阻力也要计算垂直于身体的分量。
F=1/2 *rho*v^2*A*sqrt(2)/2,
rho按1.225 kg/m^3(或者跟@fengfeixue0219 用的1.3一样也行,差别不大),这样子,两个力平衡的话就可以求出对应的风速。

如果用身体宽0.4米,身高1.6米的话,求出风速约为30米每秒。
实际上来说,日本小老太太身体数据可能还要更小一点,所以风速还应该再高一些。


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