《在电梯中起跳自救的可行性分析》
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摘 要：文章讨论了电梯用户关心的电梯坠落问题,设置了一个电梯失速下坠的情景,运用运动学的原理,简要分析了乘客在坠落时间内的运动状态,阐述了坠落前起跳自救的可行性,使相关问题的物理学解释更加清晰,文章的观点仅供参考和借鉴.
关键词：电梯蹲底;动量定理;运动学;跳跃
中图分类号：R318.01 文献标志码：A文章编号：2095-2945（2020）14-0048-02
Abstract： This http://127.1.1.1:801/xdl.php?url等于http://gzslib.vip.qikan.com/Text/article discusses the problem of elevator fall that elevator users care about and sets up a situation where the elevator stalls and falls. We use the principle of kinematics, briefly analyze the movement state of passengers during the fall time, and illustrate the feasibility of self-rescue before the fall. This can clarify physics explanation of related issues.The opinions in this http://127.1.1.1:801/xdl.php?url等于http://gzslib.vip.qikan.com/Text/article are for reference only.
Keywords： elevator squat; momentum theorem; kinematics; jump
1 研究背景
我们在日常生活和新闻热点中往往会听说“电梯急坠到一楼”,“遭遇滑梯”,“电梯掉下来了”等等描述的惊悚经历.从事电梯工作的人都知道电梯是安全系数很高的交通工具,有着多重保护机制,真正的电梯坠落在电梯设计和使用环节都不允许发生.所谓的坠梯一般都是层站丢失返基站给轿厢内乘客带来的感觉误判.
坠落很难发生,但是我们却不能忽视它微乎其微的可能性.由于电梯的使用环境和维保质量千差万别,且我们不能保证电梯控制系统绝对的稳定运行.在这里我们提出一个老生常谈的问题,若有电梯坠落蹲底的情况,乘客采取蹲底前起跳的应对方法,是否可行?
2 研究对象
本文研究的是特殊原因和特殊情况下（如年久失修的同时楼栋停电）,电气开关失效,电梯制动器制动力不足,同时安全钳失灵的状态下,电梯失速后乘客不同时刻起跳的落地结果.
2.1 受力分析
轿厢-对重系统整体受力比较简单,主要受到制动系统的摩擦阻力,导轨的摩擦阻力,以及整个系统的重力.由于悬挂装置的重量可以被补偿装置抵消,不需考虑.电梯如果失控,我们不妨假设轿厢内有足够多名乘客,这样轿厢-对重系统的重力集中在轿厢侧,就可以构成下坠的前提.
2.2 简化研究对象
起跳的研究对象可以是多名乘客,也可以是其中一名乘客.考虑到研究一名乘客的起跳对轿厢的反作用力更小,这样轿厢速度的变化可以忽略,于是就简化了我们的分析过程.所以我们不妨对一名乘客的运动状态做分析.
3 分析过程
3.1 主要依据
根据动量定理,冲力平均值F等于（p2-p1）/Δt等于m（v2-v1）/Δt,可知坠底短时间内受到的冲力跟速度的变化量成正比,所以乘客落在轿厢上的速度越小,受到的冲力就越小.
于是我们得出起跳有效需要满足的两个条件：（1）客的落地速度小于轿厢落地速度,即可认为坠地前起跳有效.（2）应注意乘客起跳后与轿厢产生相对位移,不应撞到轿厢吊顶.
3.2 对几种情况的讨论
（1）当轿厢下落几乎不受阻力时,此时轿厢加速度无限接近重力加速度g.乘客足底与轿厢接触,所以刚好能施力起跳.如图1所示,O-A-B是轿厢下落的v-t曲线,O-A-C-D-E是乘客下落的v-t曲线,Vc是乘客脱离轿厢的速度,T1时刻乘客起跳,T2时刻轿厢速度变为零,T3时刻乘客速度变为零.不难看出虚线区域ACDB面积S1即为乘客与轿厢的位移差,乘客与轿厢缩小的位移S2总是和S1大小相等.由几何关系知△OBT2面积必然大于△O'ET3,则BT2长度大于ET3长度,即该情况下乘客落地速度Ve小于轿厢坠底速度Vb.
（2）当轿厢下落受到阻力小于轿厢-对重系统的重力时,轿厢加速度小于重力加速度g.如图2和图3所示,当S1（S2）足够小时,乘客落地速度Ve就会小于轿厢坠底速度Vb.
（3）当轿厢下落受到阻力等于轿厢-对重系统的重力时,轿厢匀速下落.如图4和图5所示,当S1（S2）足够小时,乘客落地速度Ve就会小于轿厢坠底速度Vb.这时我们已经发现T1越接近T2,Ve越小,且越接近Vc.
（4）當轿厢下落受到阻力大于轿厢-对重系统的重力时,加速度大于重力加速度g,轿厢减速下行.由于制动有效,电梯不会失速,不做讨论.
4 分析结果
经过上述讨论,我们已经发现T1越接近T2,Ve越小,且越接近Vc.解释为：在以上轿厢坠底的几种情况中,乘客起跳时刻（这里指腿部伸展离地时刻）越接近轿厢坠底时刻,乘客落地速度Ve越小,近似等于离地时的绝对速度Vc.
以上分析应该注意的是,乘客起跳和落地的过程不只需要考虑运动学,更是个复杂的动力学过程.在不同的轿厢加速度下,乘客相对轿厢的离地速度是不一样的[1],反映在v-t图里的AC段长度是不同的.不过该变量对本文结论没有影响.
5 结束语
坠落前起跳有着突出的优点,只要乘客的起跳时刻越接近坠底时刻,落地的速度就越小,受到的冲力就越弱,从而实现安全着陆.乘客甚至在跳跃的过程中可以通过调整落地姿势达到弱冲击的效果.
坠落前起跳也有明显的缺点,坠落乘客难以掌握准确的坠底时机.轿厢内的轿壁隔绝视线从而使乘客无法观测轿厢的运动情况,人在轿厢内只能接受到内呼板楼层显示这一个信息,很难做到适时起跳.但是如果新型电梯设计了坠底前蜂鸣或光信号报警功能,就会有助于人员减轻伤害.
参考文献：
[1]刘延柱.跳跃运动的动力学解释[J].上海力学,1986（2）：21-22.
概括总结：上述文章是一篇适合可行性分析论文写作的大学硕士及关于可行性分析和电梯本科毕业论文，相关可行性分析和电梯开题报告范文和学术职称论文参考文献.
可行性分析和电梯引用文献:
[1] 可行性分析和电梯本科论文怎么写 关于可行性分析和电梯相关硕士论文开题报告范文2万字
[2] 热门电梯技师论文题目 电梯技师论文题目怎么定
[3] 容易写的电梯检验论文选题 电梯检验论文题目怎么取
