不背降落伞，如何直接从7500米高空跳下也能安然无恙？

出品：科普中国
制作：张圣杰
监制：中国科学院计算机网络信息中心
一个人不背降落伞，从7500米高空跳下来还能安然无恙吗？答案是可能，只要你在落地时的减震装置足够好就行。
美国跳伞运动员卢克·艾金斯曾经不背降落伞，从7620米高空跳下，成功落入安全网中，创下世界纪录。
他是如何做到的呢？除了高超的跳伞技巧，最重要的莫过于地面帮他减速的安全网。那么安全网会如何保护运动员的安全？落入安全网和直接落在地面上有多大的区别？

（图片来源：https://www.youtube.com/watch?v=aOBavry0K2E）
从高空跳下，有多危险？
大家都知道，从高空跳下，因为重力加速度的作用，将在落地时达到很高的速度。有多高？
从视频里明显可以看出，刚开始，安全网并不是处于紧绷的状态。艾金斯入网时的速度非常高，从接触安全网到完全减速至零，整个过程中他大约前进了15米，用时大约1.3秒。我们假设艾金斯入网后做匀减速直线运动，通过减速时间和减速距离可以计算出，入网时，艾金斯的初速度约为23m/s，速度达到了82.8km/h！
在这样高的速度下，我们假设他的体重为75kg，那么，通过动能定理可以计算得到，他在减速过程中的平均受力为1322N，相当于体重的1.76倍。
这种情况下，如果艾金斯直接落在地面上会发生什么呢？
很明显，相比安全网，地面非常坚硬，即使它被重物砸到也不会发生巨大的形变。
我们假设人直接落在地上造成的形变为0.1m，相应的减速距离也是0.1m。通过类似的方法我们可以计算得到人体平均受力约为200000N，这相当于运动员体重的约270倍。一般来说，人的距骨（人体最大承重关节组成部分）可以承受大约13000N的压力，可见如此大的力已经足以把人体骨骼压断。一般我们把从高处跌落造成的伤害称为坠跌伤，坠跌伤通常在体表只有轻微伤害，而内部则会发生严重的内脏破裂和骨折。尤其当坠落高度较高时，坠跌伤的损伤程度会很重，如颅骨严重粉碎变形、脑组织重度挫裂，甚至外溢；肋骨或四肢骨折；胸腹内脏破裂，甚至肢体断裂。