en österrikisk våghals växlar upp för att göra världens högsta skydive på måndag (okt. 8), ett högt flygande språng från 23 miles ovanför jorden som lovar att bryta mer än en rekord om allt går enligt planen.
Veteran skydiver Felix Baumgartner, 43, kommer att göra hoppet och därmed bli den första personen någonsin att fritt fall snabbare än ljudets hastighet. Hans skydive kommer också att vara den högsta någonsin, ersätter en rekord som 1960 av amerikanska flygvapnet kapten Joe Kittinger med mer än 3 miles (5 kilometer).,
men vad är fysiken i denna situation?
en heliumfylld ballong lyfter Baumgartner, sitter inuti en specialbyggd kapsel, till en höjd av 120,000 fot (36,576 meter). På den höjden, som registrerar sig i stratosfärens övre ekeloner, är atmosfären bara en aning av sitt havsnivå själv och utövar ett tryck mindre än 0,5 procent av dess värde nära marken. Även om gradvis acklimatiseras, kan människor inte överleva långt över 26,000 fot utan en syretank, så en mycket loftier Baumgartner kommer definitivt att kräva extra syre.,
När skydiver kliver ut ur sin kapsel och störtar in i tomrummet, kommer han att accelerera i cirka 30 sekunder innan han når sin topphastighet, förklarade Michael Weissman, en fysiker vid University of Illinois vid Urbana-Champaign. Weissman uppskattar att Baumgartners hastighet kommer att max ut strax ovanför Ljudnivån, vilket är ca 760 miles per timme (1,225 kilometer per timme).
Baumgartner slutar accelerera på grund av kollisioner med luftmolekyler., Kallas en ”dragkraft”, motsätter sig luftmotståndet en fallande kropps nedåtgående rörelse, motverkar den nedåtgående tyngdkraften genom att trycka kroppen uppåt. Ju snabbare kroppen faller, desto större luftmotstånd upplever den, och så vid en viss maximal hastighet, kallad terminalhastigheten, blir dragkraften lika och motsatt gravitationskraften. Med de två krafterna balanserade accelererar kroppen inte längre.
under normala omständigheter innebär att nå terminal hastighet en hastighet därefter förblir konstant, men det är bara sant när yttre krafter förblir konstant., I fallet med denna skydive, förklarar fysikern Louis Bloomfield vid University of Virginia, den omgivande atmosfären tjocknar dramatiskt som Baumgartner faller, så den uppåtgående dragkraft som utövas på honom av luften ökar stadigt. Följaktligen sjunker den lokala terminalhastigheten när hans höjd sjunker.
”När han kommer ner, kommer den lokala terminalhastigheten att minska och så kommer han att sakta ner gradvis tills han når 100-200 mph av skydiving nära havet”, berättade Bloomfield livets små mysterier.,
Vid den tidpunkten går Baumgartner in i säkra vatten: fallet blir till en vanlig skydive. Men vad kommer att hända med hans kropp före den punkten, när han störtar genom stratosfären med ljudets hastighet?
För en sak, enligt Bloomfield, kommer en chockvåg, även känd som En sonic boom, att omsluta sin kropp. ”Han kommer att kollidera med gasen så fort att den inte kan strömma ur vägen för att den effektivt inte vet att han kommer”, sa han.
För det andra kommer de höghastighetskollisionerna med luften att generera en stor mängd värme.,
”När han är nära maximal hastighet, blir nästan all gravitationspotentialenergi som han förlorar fallande konverterad till värme,” sa Weissman. Om han och hans kostym tillsammans väger i närheten av 220 pounds (110 kg), kommer han att producera cirka 300 kilowatt av värme när han faller vid ljudhastigheter.
”om den värmen helt enkelt dumpades i skydivern, skulle han värma nästan 1 grad Celsius per sekund, vilket skulle vara snabbt dödligt”, sa han., ”Naturligtvis går det mesta av den värmen in i atmosfären, men det låter inte som en bra idé att vara ungefär lika med 200 hög effekt Hårtorkar under mycket lång tid utan något skydd.”
förutsatt att Baumgartners kostym erbjuder det skydd han behöver, borde han överleva hösten. Men Weissman påpekade att själva handlingen att göra detta antagande tyder på att detta stunt är farligt. ”Som en allmän regel skulle jag säga att något extremt och oöverträffat har speciella faror”, sa han., ”I detta fall den långa perioden beroende av syre och värmeskydd från dräkten väcker frågor som inte står inför en vanlig fallskärmshoppare. Med andra ord, det finns mer ”förutsatt” krävs här.”
om Baumgartner är orolig alls visar han det inte. ”Jag känner mig som en tiger i en bur som väntar på att komma ut”, sa han i ett uttalande.
den här historien tillhandahölls av livets små mysterier, en systerplats till LiveScience. Följ Natalie Wolchover på Twitter @nattyover eller Livets Små Mysterier @llmysteries. Vi är också på Facebook & Google+.,