美国队长：不背降落伞，就敢跳飞机？ | 科学人 | 果壳网 科技有意思
美国队长：不背降落伞，就敢跳飞机？
美国队长 美国队长电影 美国队长2 美国队长2寒冬战士 无敌浩克 美国队长1 美国队长百度影音 复仇者联盟 克里斯·埃文斯 美国队长2 冬日战士 类似美国队长的电影
（文/Rhett Allain）我蛮期待《美国队长：冬日战士》的。上面这段视频能让人看得热血沸腾。美国队长在里面不背降落伞便跳出了机舱并落到了水里。显然我不会玩这一手——但这一手是不是可行的呢？别忘了，美国队长的超能力无非是成为最强壮的凡夫俗子。他并没有超人的力量。
他落水时速度有多大？
美国队长跳出机舱之后，采用的便是跳伞运动员的标准自由落体姿态。在这种姿态下，他很快就会达到极限速度，这时向上的空气阻力在数值上等于向下的重力。对于采用这种姿态的普通跳伞运动员，我一直把极限速度设为大约120英里/小时（53.6米/秒）。因此，我们就假设这是他下落时的速度。
但是等一下！在自由下落的最后，他改变了姿态，好让脚先触水。
美国队长的跳伞姿态（左）和入水姿态（右）。嗯，美国队长的完美线条被简化了。图片来源：Rhett Allain
在第二种姿态下，他的横截面积减小，因而降低了空气阻力。这意味着他会再次加速。我不打算估算站立姿态的横截面积以及阻力系数，而是直接使用这个网站的数据——站立姿态下的极限速度是大约170英里/小时（76米/秒）。
但是他有时间到达新的极限速度吗？让我们假设他以53.6米/秒的速度进入站立姿态。我根据视频粗略的估计是入水之前他采用这个姿态大约4秒。
如果他确实到达了站立姿态的极限速度，那么下列等式将成立：
因为我知道这个极限速度是多少，我便能够求出ρAC的值（ρ是空气密度）。我还需要一个数据——美国队长的质量。我要假设是90千克。那么式子将变形为：
这时我就可以利用这个值来为美国队长改变姿态后的速度建模。由于空气阻力取决于他的速率，最简单的办法就是建立数值模型来计算他在这4秒之内的速度。
这样算出来他的入水速度是67.2米/秒。哦，是的——他中间确实翻了个身，但是我不予考虑。他就是在耍帅而已。
下面来看水下的部分。这部分的估算相当困难。以极高速度运动的人体和水的相互作用，与在天空中下落时可不是一回事。不过我会尽量去算。事实上，我要以对高台跳水的一些分析入手。一开始我看了一下这个相当来劲的高速摄影水下视频。
它展示的是一名跳水者进入水中，但是我得不到足够的有用数据来算出加速度。因此，我会只做一下粗略的估计。
我会使用与在空气中同样的模型来计算阻力，只不过水的密度要大得多（空气密度是1.2千克/立方米，水的密度是1000千克/立方米）。如果我假设美国队长在水中和空气中的阻力系数和横截面积都一样，那么我得到的AC值是0.255平方米（根据站立姿态极限速度）。
他只有一部分身体在水中的难缠阶段我就忽略不计了。下面我可以回到我的数值模型，仅仅修改一下密度。下图是他以67.2米/秒的速度入水后速度与时间的关系。
我仅仅绘制出了他的速度降到5米/秒之前的情况。说实话，我关注的只是最初的加速度。不过，我刚刚意识到我忽略了浮力——我觉得这倒也没什么，因为这只是一次估算，而且有那么多的气泡，浮力也不太可能会符合普通模型。
看一看最初0.01秒的运动，美国队长的速度从67.2米/秒降到了34.2米/秒。使用0.01秒的时长，我们得出平均加速度是……3300米/秒2，或者337g。
这是不是太大了？
根据维基百科上关于加速度承受能力的词条，人类可以在极短时间内挺过100g的加速度。这确实是极短的时间，但是加速度比100g高很多——我想我该补充一句，记录中人类幸存下来的最大加速度是214g。
不过别忘了，这可是美，国，队，长。
是的，当时就是这样。图片来源：
编译自：Rhett Allain. Could Captain America Jump Without a Parachute? WIRED
文章题图：
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如果是美队的强化程度的话，似乎承受这个没有问题，我倒是觉得中间从楼上跳下里，用盾牌着地那块更不可思议~PS：那个简化的美队怎么看着跟啪嗒砰一样。。。。
超级英雄就是超级英雄，不需要那么多解释，就如同你想不明白为什么超人会内裤外穿……啊不不，是为什么超人会飞一样。（好吧其实只是编故事的人脑洞，群众跟着一起脑洞而已）
引用文章内容：我会使用与在空气中同样的模型来计算阻力，只不过水的密度要大得多怎么能这么算呢？？进水的时候会带入大量气泡，主要和身体摩擦的其实不是水。
他是怎样精确制导而不至于一不小心摔倒甲板上？
就没人说下妇联里tony推航母涡轮扇叶时的加速度远比队长自由落体落地大得多？而且经常撞啊摔的，壳子里的tony是怎么抗住的？
引用 的话：美国队长的入水姿势应该是手持盾牌以盾牌的正面入水。虽然美国队长的身板儿不比超人，不过他有一个可以吸收能量的振金盾，这货连索尔的锤子都能抗，入水时的那点冲击算得了什么。说的好。本来队长只是要拿头撞水而已，现在要拿头撞盾牌。
你确定画的不是 龟仙人 ？？？ 入水前一个龟派气功
美队背着盾牌阻力比较大吧，第一个极限速度不能用跳伞的数据算
美队就是打了像生长激素一样的血清才那么强大的。。。。。。。。果然过去好机油和他一样耐打耐摔。。。。。。掉水里自然没事
我只想说，人艰不拆。
美国队长能和雷神钢铁侠对打就说明他力气有多大了，复联里队长没有盾牌被外星人打一枪衣服都没坏，可看出他的抗打击能力，所以说LZ用科学的眼光去分析这件事是完全不科学的。
这可是科幻电影啊……有谁会在科幻电影里找茬的……那你又不说星际迷航《第一次接触》？？！！
引用 的话：振金盾的特性是可以吸收能量，包括冲量。 索尔的会心一击，队长用盾抗几乎纹丝不动，而索尔自己却被弹飞。同理，队长持盾入水，海水对盾牌的冲量大部分被盾牌自身吸收，仅仅少部分作用到队长身.................比较无语. 一个金属的盾牌怎么吸收能量 ,还包括"冲量",., 里面有弹簧?....... 跟我们日常都明显不符.索尔被弹飞明显不符合物理规律, 索尔被弹飞的冲量作用到队长身上, 队长纹丝不动? 要说是神话那无话可说,想怎么编怎么编.如果只讨论物理,绝对就是瞎编
这可是 美 国 队 长
美国队长跳伞不用降落伞，是因为旁边站了个超性感的妞子，更何况自己在江湖上还有50年的传说；别忘了，绿巨人也是想跳就跳的。
因为物质总量守恒，我认为美国队长在用药开挂以后体重并没有变化……只是优化了身体结构……俗称发馒头……所以他的入水速度要小一些来自
别说五米台……我从泳池跳台跳下去都能把大腿摔得又青又肿……PS：队长他不能算正常人啊，这些公式套上去不科学呀_(:з」∠)_
引用 的话：我觉得如果跳伞的话，会在空中被人打成筛子吧？nazi的枪林弹雨都扛过来了，不用担心
没人考虑设定么？楼主说一句美队就是普通人的上限，他就是普通人的上限水平了？美队可是远远超过人类上限的。美队 智力：6、 力量：4 、速度：5 、耐力：6 、能量级：1 、战斗技能：7美國隊長具有高度的智能、常人遠所不及的力量、敏捷、敏銳度、體格。他能夠在沒有任何輔助的狀態下臥推1200磅（545kg）的重量。血清也強化了他的新陳代謝機能、能夠將肌肉中的乳酸等有造成疲勞的物質完全代謝掉，這賜給了他正常人完全無法想像的耐久力，如在不到一分鐘的時間內跑完1英哩（每秒26.6公尺）等，最高時速可高達48公里。也正是因此，使他能夠以假死狀態被冰封了數十年後復生。美國隊長的體細胞對酒精和毒素免疫，不可能喝醉，對於絕大多數的疾病也擁有免疫力，且血清也使他停止老化。综上，美队的身体素质远超出普通人，身体的结实程度已经相当于同样大块的橡胶了……而且意外受点伤还能比正常人恢复得快……这么逆天的属性只跳个水我觉得没必要计算了，肯定摔不死……倒是他跳楼那段我看着有点悬，虽然是有盾牌垫着，那也是硬碰硬的，那一瞬间的加速度远超过跳水里那一段，能不能摔死就需要计算了……不过按电影来看，他跳楼那段也算是达到他承受的极限了，他都思考了好久才跳的，中间还通过玻璃什么的减了不少速度……我们其实可以通过电影桥段反推出美队的承受能力上限具体有多强的。
引用 的话：美国队长的入水姿势应该是手持盾牌以盾牌的正面入水。虽然美国队长的身板儿不比超人，不过他有一个可以吸收能量的振金盾，这货连索尔的锤子都能抗，入水时的那点冲击算得了什么。虽然冲击力对盾牌没伤害，但是盾牌对 美国队长的冲击力 他肯定受不了，盾牌的面积还 远远大于脚的面积。even worse
美队只是神一样的存在。假使他没有超能力，好歹也算是变过异（第一部那个实验，我忘了那怎么说）他可以一直跑啊跑，怎么说，必定超越了人的上限。来自
物理学专业，维基百科小组管理员
楼主，身体对运动的承受能力还要考虑加加速度（下文g取9.8m/s^2）根据《中国大百科全书·环境科学卷》第一版条目[加速度对人的影响]的数据，人体（在坐姿？！）能够承受的最大向上加加速度是500g/s（向下80，向前1000，向后600）；不过也有文献表示人在受力均匀的条件下（比如坠入深雪）最多可以承受200g的加速度（这是活命极限）
电影中都已经体现了，那个飞机上的人不是问了一句“他有没有带降落伞？”，“没有”。表明了就是夸大不现实的东西，让不需要模仿。这种东西看着玩玩就可以了。ps：神盾局真是拍得渣。最近漫威的电影也有质量下降的趋势，完全没有原来看钢1钢2的感觉了。
引用 的话：..............比较无语. 一个金属的盾牌怎么吸收能量 ,还包括"冲量",., 里面有弹簧?.......跟我们日常都明显不符.索尔被弹飞明显不符合物理规律, 索尔被弹飞的冲量作用到...请注意这是一个科幻的世界= =
引用 的话：振金盾的特性是可以吸收能量，包括冲量。 索尔的会心一击，队长用盾抗几乎纹丝不动，而索尔自己却被弹飞。同理，队长持盾入水，海水对盾牌的冲量大部分被盾牌自身吸收，仅仅少部分作用到队长身...盾牌的特性是吸收能量 不是制造能量 考虑到流体的特质 接触瞬间应该是 接触→挤压（积蓄能量）→四散开来（释放能量并产生一定阻力） 而锤子作为固体则是 接触→挤压（积蓄能量）→被弹开（释放能量） 另一方面 队长挡锤子的时候是防御姿势 假如盾牌是100%反弹（或吸收）能量，则根本不需要这种姿势最后.....你有没有发现 锤子和队长之间隔着盾 海水和队长之间也是隔着盾 锤子是运动的，跳海的队长也是运动的....这个时候队长就是那个锤子....盾保护了海水 然后队长被弹开了 哈哈哈哈哈哈
死理性派最后点出来，认真你就输了，这样才是真死理性派嘛。不然就真输了。。
引用 的话：A:嗯，就是这么屌~Q：你这么屌，你家里人知道吗？
引用 的话：60km/s?你想脱离太阳系了?为什么你（10楼）能回复12楼的评论的……
那个就算他有盾牌 也要承受巨大加速度 身体抗得住么
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美国队长：不背降落伞，就敢跳飞机？
美国队长 美国队长电影 美国队长2 美国队长2寒冬战士 无敌浩克 美国队长1 美国队长百度影音 复仇者联盟 克里斯·埃文斯 美国队长2 冬日战士 类似美国队长的电影
（文/Rhett Allain）我蛮期待《美国队长：冬日战士》的。上面这段视频能让人看得热血沸腾。美国队长在里面不背降落伞便跳出了机舱并落到了水里。显然我不会玩这一手——但这一手是不是可行的呢？别忘了，美国队长的超能力无非是成为最强壮的凡夫俗子。他并没有超人的力量。
他落水时速度有多大？
美国队长跳出机舱之后，采用的便是跳伞运动员的标准自由落体姿态。在这种姿态下，他很快就会达到极限速度，这时向上的空气阻力在数值上等于向下的重力。对于采用这种姿态的普通跳伞运动员，我一直把极限速度设为大约120英里/小时（53.6米/秒）。因此，我们就假设这是他下落时的速度。
但是等一下！在自由下落的最后，他改变了姿态，好让脚先触水。
美国队长的跳伞姿态（左）和入水姿态（右）。嗯，美国队长的完美线条被简化了。图片来源：Rhett Allain
在第二种姿态下，他的横截面积减小，因而降低了空气阻力。这意味着他会再次加速。我不打算估算站立姿态的横截面积以及阻力系数，而是直接使用这个网站的数据——站立姿态下的极限速度是大约170英里/小时（76米/秒）。
但是他有时间到达新的极限速度吗？让我们假设他以53.6米/秒的速度进入站立姿态。我根据视频粗略的估计是入水之前他采用这个姿态大约4秒。
如果他确实到达了站立姿态的极限速度，那么下列等式将成立：
因为我知道这个极限速度是多少，我便能够求出ρAC的值（ρ是空气密度）。我还需要一个数据——美国队长的质量。我要假设是90千克。那么式子将变形为：
这时我就可以利用这个值来为美国队长改变姿态后的速度建模。由于空气阻力取决于他的速率，最简单的办法就是建立数值模型来计算他在这4秒之内的速度。
这样算出来他的入水速度是67.2米/秒。哦，是的——他中间确实翻了个身，但是我不予考虑。他就是在耍帅而已。
下面来看水下的部分。这部分的估算相当困难。以极高速度运动的人体和水的相互作用，与在天空中下落时可不是一回事。不过我会尽量去算。事实上，我要以对高台跳水的一些分析入手。一开始我看了一下这个相当来劲的高速摄影水下视频。
它展示的是一名跳水者进入水中，但是我得不到足够的有用数据来算出加速度。因此，我会只做一下粗略的估计。
我会使用与在空气中同样的模型来计算阻力，只不过水的密度要大得多（空气密度是1.2千克/立方米，水的密度是1000千克/立方米）。如果我假设美国队长在水中和空气中的阻力系数和横截面积都一样，那么我得到的AC值是0.255平方米（根据站立姿态极限速度）。
他只有一部分身体在水中的难缠阶段我就忽略不计了。下面我可以回到我的数值模型，仅仅修改一下密度。下图是他以67.2米/秒的速度入水后速度与时间的关系。
我仅仅绘制出了他的速度降到5米/秒之前的情况。说实话，我关注的只是最初的加速度。不过，我刚刚意识到我忽略了浮力——我觉得这倒也没什么，因为这只是一次估算，而且有那么多的气泡，浮力也不太可能会符合普通模型。
看一看最初0.01秒的运动，美国队长的速度从67.2米/秒降到了34.2米/秒。使用0.01秒的时长，我们得出平均加速度是……3300米/秒2，或者337g。
这是不是太大了？
根据维基百科上关于加速度承受能力的词条，人类可以在极短时间内挺过100g的加速度。这确实是极短的时间，但是加速度比100g高很多——我想我该补充一句，记录中人类幸存下来的最大加速度是214g。
不过别忘了，这可是美，国，队，长。
是的，当时就是这样。图片来源：
编译自：Rhett Allain. Could Captain America Jump Without a Parachute? WIRED
文章题图：
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如果是美队的强化程度的话，似乎承受这个没有问题，我倒是觉得中间从楼上跳下里，用盾牌着地那块更不可思议~PS：那个简化的美队怎么看着跟啪嗒砰一样。。。。
超级英雄就是超级英雄，不需要那么多解释，就如同你想不明白为什么超人会内裤外穿……啊不不，是为什么超人会飞一样。（好吧其实只是编故事的人脑洞，群众跟着一起脑洞而已）
引用文章内容：我会使用与在空气中同样的模型来计算阻力，只不过水的密度要大得多怎么能这么算呢？？进水的时候会带入大量气泡，主要和身体摩擦的其实不是水。
他是怎样精确制导而不至于一不小心摔倒甲板上？
就没人说下妇联里tony推航母涡轮扇叶时的加速度远比队长自由落体落地大得多？而且经常撞啊摔的，壳子里的tony是怎么抗住的？
引用 的话：美国队长的入水姿势应该是手持盾牌以盾牌的正面入水。虽然美国队长的身板儿不比超人，不过他有一个可以吸收能量的振金盾，这货连索尔的锤子都能抗，入水时的那点冲击算得了什么。说的好。本来队长只是要拿头撞水而已，现在要拿头撞盾牌。
你确定画的不是 龟仙人 ？？？ 入水前一个龟派气功
美队背着盾牌阻力比较大吧，第一个极限速度不能用跳伞的数据算
美队就是打了像生长激素一样的血清才那么强大的。。。。。。。。果然过去好机油和他一样耐打耐摔。。。。。。掉水里自然没事
我只想说，人艰不拆。
美国队长能和雷神钢铁侠对打就说明他力气有多大了，复联里队长没有盾牌被外星人打一枪衣服都没坏，可看出他的抗打击能力，所以说LZ用科学的眼光去分析这件事是完全不科学的。
这可是科幻电影啊……有谁会在科幻电影里找茬的……那你又不说星际迷航《第一次接触》？？！！
引用 的话：振金盾的特性是可以吸收能量，包括冲量。 索尔的会心一击，队长用盾抗几乎纹丝不动，而索尔自己却被弹飞。同理，队长持盾入水，海水对盾牌的冲量大部分被盾牌自身吸收，仅仅少部分作用到队长身.................比较无语. 一个金属的盾牌怎么吸收能量 ,还包括"冲量",., 里面有弹簧?....... 跟我们日常都明显不符.索尔被弹飞明显不符合物理规律, 索尔被弹飞的冲量作用到队长身上, 队长纹丝不动? 要说是神话那无话可说,想怎么编怎么编.如果只讨论物理,绝对就是瞎编
这可是 美 国 队 长
美国队长跳伞不用降落伞，是因为旁边站了个超性感的妞子，更何况自己在江湖上还有50年的传说；别忘了，绿巨人也是想跳就跳的。
因为物质总量守恒，我认为美国队长在用药开挂以后体重并没有变化……只是优化了身体结构……俗称发馒头……所以他的入水速度要小一些来自
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引用 的话：我觉得如果跳伞的话，会在空中被人打成筛子吧？nazi的枪林弹雨都扛过来了，不用担心
没人考虑设定么？楼主说一句美队就是普通人的上限，他就是普通人的上限水平了？美队可是远远超过人类上限的。美队 智力：6、 力量：4 、速度：5 、耐力：6 、能量级：1 、战斗技能：7美國隊長具有高度的智能、常人遠所不及的力量、敏捷、敏銳度、體格。他能夠在沒有任何輔助的狀態下臥推1200磅（545kg）的重量。血清也強化了他的新陳代謝機能、能夠將肌肉中的乳酸等有造成疲勞的物質完全代謝掉，這賜給了他正常人完全無法想像的耐久力，如在不到一分鐘的時間內跑完1英哩（每秒26.6公尺）等，最高時速可高達48公里。也正是因此，使他能夠以假死狀態被冰封了數十年後復生。美國隊長的體細胞對酒精和毒素免疫，不可能喝醉，對於絕大多數的疾病也擁有免疫力，且血清也使他停止老化。综上，美队的身体素质远超出普通人，身体的结实程度已经相当于同样大块的橡胶了……而且意外受点伤还能比正常人恢复得快……这么逆天的属性只跳个水我觉得没必要计算了，肯定摔不死……倒是他跳楼那段我看着有点悬，虽然是有盾牌垫着，那也是硬碰硬的，那一瞬间的加速度远超过跳水里那一段，能不能摔死就需要计算了……不过按电影来看，他跳楼那段也算是达到他承受的极限了，他都思考了好久才跳的，中间还通过玻璃什么的减了不少速度……我们其实可以通过电影桥段反推出美队的承受能力上限具体有多强的。
引用 的话：美国队长的入水姿势应该是手持盾牌以盾牌的正面入水。虽然美国队长的身板儿不比超人，不过他有一个可以吸收能量的振金盾，这货连索尔的锤子都能抗，入水时的那点冲击算得了什么。虽然冲击力对盾牌没伤害，但是盾牌对 美国队长的冲击力 他肯定受不了，盾牌的面积还 远远大于脚的面积。even worse
美队只是神一样的存在。假使他没有超能力，好歹也算是变过异（第一部那个实验，我忘了那怎么说）他可以一直跑啊跑，怎么说，必定超越了人的上限。来自
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楼主，身体对运动的承受能力还要考虑加加速度（下文g取9.8m/s^2）根据《中国大百科全书·环境科学卷》第一版条目[加速度对人的影响]的数据，人体（在坐姿？！）能够承受的最大向上加加速度是500g/s（向下80，向前1000，向后600）；不过也有文献表示人在受力均匀的条件下（比如坠入深雪）最多可以承受200g的加速度（这是活命极限）
电影中都已经体现了，那个飞机上的人不是问了一句“他有没有带降落伞？”，“没有”。表明了就是夸大不现实的东西，让不需要模仿。这种东西看着玩玩就可以了。ps：神盾局真是拍得渣。最近漫威的电影也有质量下降的趋势，完全没有原来看钢1钢2的感觉了。
引用 的话：..............比较无语. 一个金属的盾牌怎么吸收能量 ,还包括"冲量",., 里面有弹簧?.......跟我们日常都明显不符.索尔被弹飞明显不符合物理规律, 索尔被弹飞的冲量作用到...请注意这是一个科幻的世界= =
引用 的话：振金盾的特性是可以吸收能量，包括冲量。 索尔的会心一击，队长用盾抗几乎纹丝不动，而索尔自己却被弹飞。同理，队长持盾入水，海水对盾牌的冲量大部分被盾牌自身吸收，仅仅少部分作用到队长身...盾牌的特性是吸收能量 不是制造能量 考虑到流体的特质 接触瞬间应该是 接触→挤压（积蓄能量）→四散开来（释放能量并产生一定阻力） 而锤子作为固体则是 接触→挤压（积蓄能量）→被弹开（释放能量） 另一方面 队长挡锤子的时候是防御姿势 假如盾牌是100%反弹（或吸收）能量，则根本不需要这种姿势最后.....你有没有发现 锤子和队长之间隔着盾 海水和队长之间也是隔着盾 锤子是运动的，跳海的队长也是运动的....这个时候队长就是那个锤子....盾保护了海水 然后队长被弹开了 哈哈哈哈哈哈
死理性派最后点出来，认真你就输了，这样才是真死理性派嘛。不然就真输了。。
引用 的话：A:嗯，就是这么屌~Q：你这么屌，你家里人知道吗？
引用 的话：60km/s?你想脱离太阳系了?为什么你（10楼）能回复12楼的评论的……
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