¿Qué tan resistente tendría que ser una persona para sobrevivir al impacto a velocidad terminal?

Durabilidad humana normal y mucha suerte.

Las personas han sobrevivido caídas de velocidad terminal. En 1972, Vesna Vulović cayó más de 33,330 pies sin paracaídas después de que explotara el avión en el que viajaba. Sin embargo, ella no se alejó exactamente de la caída. Pasó días en coma y estuvo hospitalizada durante meses después de eso. Pero ella sobrevivió.

Vulović no es el único que sobrevivió a una caída que debería haberlos matado . Todos tenían distintos grados de lesiones, por lo que tal vez no sea del todo exacto decir que la durabilidad humana normal es todo lo que se requiere si quieres marcharte después. Pero el punto es que hay muchos factores involucrados en sobrevivir a una caída, y la altura y la estructura del cuerpo son solo dos de ellos.

Dicho esto, aquí hay algunas otras sugerencias de los tipos de personas que caerían bien:

gente más ligera

De On being the right size de JBS Haldane:

Para el ratón y cualquier animal más pequeño [la gravedad] prácticamente no presenta peligros. Puedes dejar caer un ratón por el pozo de una mina de mil yardas; y, al llegar al fondo, recibe un ligero golpe y se aleja, siempre que el suelo sea bastante blando. Se mata una rata, se rompe un hombre, se salpica un caballo. Porque la resistencia que presenta el aire al movimiento es proporcional a la superficie del objeto en movimiento. Divide el largo, el ancho y la altura de un animal por diez; su peso se reduce a una milésima, pero su superficie sólo a una centésima. Entonces, la resistencia a la caída en el caso del animal pequeño es relativamente diez veces mayor que la fuerza motriz.

La velocidad terminal es una función de (entre otras cosas) el peso. Cuanto más ligero seas, menor será la velocidad a la que golpeas el suelo y más fácil te resultará sobrevivir.

personas más amplias

El vuelo con traje de alas es un deporte razonablemente popular en el que los voladores se lanzan en paracaídas con un traje con "alas" entre los brazos y el cuerpo, y entre las piernas. Estos saltos generalmente terminan con un paracaídas, pero en 2012, Gary Connery realizó un salto de 2400 pies sin paracaídas, aterrizando en una "pista" de cajas de cartón.

Además, tener alas te da más capacidad para dirigirte hacia terrenos más blandos, lo que siempre es una ventaja.

Las mejores mejoras para la durabilidad contra caídas no te harán a prueba de balas

Las balas matan perforando: al aplicar una gran cantidad de fuerza en un área pequeña, pueden penetrar las capas protectoras de nuestro cuerpo y aplicar esa fuerza a las partes vulnerables de nuestro cuerpo. Es por eso que los materiales a prueba de balas funcionan evitando el efecto perforante y distribuyendo la fuerza sobre un área más grande.

Ese tipo de protección no ayudará contra una caída, donde toda el área de su cuerpo está experimentando las fuerzas masivas involucradas. Por el contrario, la amortiguación y el fortalecimiento de las mejoras necesarias para proteger contra una caída no harán mucho para detener los efectos penetrantes de una bala.

La resistencia a las balas y la resistencia a las caídas son diferentes entre sí. Una bala que impacta en una piel resistente a la perforación hará que una onda de choque se propague a través del cuerpo, lo que magullará la carne debajo y podría causar que los vasos sanguíneos se rompan y que los órganos se dañen lo suficiente como para morir. Si cae desde una gran altura (o tiene un accidente automovilístico, o su cuerpo es acelerado por un automóvil/camión/lo que sea que lo golpee), todos sus órganos repentinamente se desacelerarán (o acelerarán) y necesitarán ser desacelerados durante el tiempo que sea necesario. distancia posible sin rasgar los nervios y los vasos sanguíneos.

Contra la bala, la grasa adicional ayudaría, ya que aumentaría la distancia que la onda de choque necesita para propagarse antes de alcanzar algo vital. Contra la caída de grasa extra significaría más velocidad para todos sus órganos, contrarrestando la distancia adicional que los órganos ahora pueden ralentizar y aumentando la posibilidad de que los órganos se salgan de su lugar, ¡lo matará más rápido!

Una cosa que falta en @ArcanistLupus su respuesta sobre caídas ( https://en.wikipedia.org/wiki/Free_fall#Surviving_falls ) es que casi todas estas caídas tenían algo que las rompía ligeramente. En realidad, no golpearon el suelo con velocidad terminal a pesar de que alcanzaron la velocidad terminal en algún punto de su caída. Es como decir que un paracaidista sobrevivió a una caída de velocidad terminal cuando golpeó el suelo.

Esto deja 3 respuestas:

• Haz que la persona sea más ligera sin hacerla más pequeña. Cuánto no puedo decir, pero esto reducirá su velocidad terminal y aumentará sus posibilidades de supervivencia.

• Aumentar la superficie de la persona. Esto significa que va a necesitar algo parecido a un paracaídas de superficie en algún lugar de su cuerpo para sobrevivir a una caída.

• Rediseñar sus órganos internos para tener más espacio para que los nervios y los vasos sanguíneos sigan a los órganos durante el choque. Además, los órganos tendrían que estar suspendidos con ligamentos para permitirles moverse más y reducir la velocidad en una distancia mayor. Posiblemente, los órganos podrían moldearse en un montón de piezas más pequeñas que se ralentizarán individualmente. Es probable que esto no sea suficiente por sí solo para ayudarlo a sobrevivir.

• como última opción: Todas las anteriores.

Para algunas otras opciones, consulte esta pregunta similar que hice: Creando un súper soldado científicamente semi-válido, parte 3: Resistencia física a los golpes

Tendrías que lucir así

Esta es una simulación de cómo tendrías que ser para resistir choques automovilísticos a 100 mph . La caída libre es esencialmente el mismo problema

La respuesta simple es no: la capacidad de sobrevivir a una caída de ninguna manera implica la capacidad de ignorar una bala. La respuesta proporcionada por Arcanist Lupus es correcta, pero creo que se puede simplificar considerablemente.

Lo que debe darse cuenta es doble: las balas viajan mucho más rápido que la velocidad terminal humana y proporcionan un área de impacto mucho más pequeña. Los dos se combinan para hacer una enorme diferencia.

La velocidad terminal humana no es un número preciso, pero para los adultos al nivel del mar va desde aproximadamente 120 mph (con el cuerpo horizontal) hasta aproximadamente 200 mph (con el cuerpo vertical), o algo así como 180 a 300 fps. De hecho, la posición vertical es más resistente que la horizontal, ya que las patas proporcionan un efecto amortiguador, así como lo que se denomina en automóviles una "zona de deformación".

Además, toda la energía disipada en el aterrizaje se hace sobre toda el área de la sección transversal del cuerpo, que para una posición vertical será del orden de uno a dos pies cuadrados.

Las balas, por otro lado, viajan aproximadamente de 4 a 10 veces más rápido que la velocidad terminal (1000 fps a 3000 fps, aproximadamente) y tienen un área de absorción de impacto del orden de 2000 veces menor.

Por lo tanto, una bala, al impactar en un cuerpo, simplemente atravesará la carne y, aunque eventualmente será absorbida, esto no sucederá hasta que haya causado un daño localizado muy superior al causado por una caída.

De acuerdo, la velocidad terminal y ser a prueba de balas no tienen nada que ver entre sí. cuanto más denso eres, más pesas, lo que aumenta tu inercia. En teoría, una densidad más alta podría hacerte a prueba de balas, pero aumentaría tu inercia, por lo tanto, es probable que una caída sea más letal. una mayor densidad ósea podría ayudar, pero el impacto en los órganos sería peor. cuanto más ligero es un objeto, menos gravedad lo atrae, por lo que los dos problemas se agravarían entre sí. tal vez hacerlos a prueba de balas con tecnología que los ayude a volar, o ponerles algunos paracaídas realmente buenos. (nota al margen, la mayoría de los lectores simplemente aceptarían la posibilidad de caer desde las alturas si fueran a prueba de balas, por lo que simplemente ignoraría la falta de explicación sobre lo primero)

Lo primero que debe saber es que la protección contra caídas y las balas no tienen nada que ver. Claro, si pones suficiente "durabilidad" en algo, obtendrás ambos, pero si quieres optimizar tus modificaciones, me centraría en uno u otro.

Optimización para viñetas

La prueba de balas es bastante sencilla, ya que se reduce en gran medida a tres ideas básicas:

1. Distribuir la energía cinética en un área más amplia
2. Absorción de energía cinética (típicamente a través de la deformación plástica)
3. Prevención de la penetración

El primero y el segundo son razonablemente intercambiables, donde una mayor capacidad para distribuir la fuerza obvia en gran medida la capacidad de absorción, y viceversa. Si puede distribuir la fuerza de una bala desde un área de menos de un centímetro cuadrado (área transversal de la bala) a alrededor de 2000 centímetros cuadrados (área aproximada de la sección transversal del torso), ha reducido la energía cinética aplicada por unidad área por 2,000. Si, en cambio, coloca una pared de concreto frente a usted, eso no hace mucho en cuanto a la distribución de la fuerza, pero hace maravillas en la absorción de energía cinética a través de la deformación plástica.

Evitar la penetración consiste en gran medida en colocar materiales fibrosos que "atrapen" una bala antes de que entren en el cuerpo, y estos mismos tipos de materiales fibrosos (Kevlar, por ejemplo) tienden a distribuirse bastante bien.

Así que algunas fibras para distribución y prevención, y algunas cerámicas u otros deformables plásticamente para absorción es la solución típica. Tenga en cuenta que, de las fibras y los deformables, los deformables ayudarán un poco con la resistencia a las caídas, pero las fibras no. Lo que nos lleva a...

Optimización para caídas

La primera pregunta que debe hacerse es qué es lo que típicamente mata a las personas en caídas a gran altura. Me imagino que se está rompiendo la columna y los huesos de las costillas están siendo empujados a través de los órganos. Lo que causa estos dos problemas son los mismos dos problemas: las cosas se doblan como se supone que no deben hacerlo y se aplica una sacudida al cuerpo.

Para evitar que las cosas se doblen, puede incluir un marco de algún tipo, ya sea directamente en la columna vertebral o en un marco fuera del cuerpo. Detener el tirón es más complicado y se reduce a reducir la fuerza (ya sea la absorción como con las balas o disminuir la velocidad de caída) o ralentizar el impacto (piense en una almohada gigante, que lo deja descansar suavemente en el momento del impacto). Aquí tienes algunas opciones:

1. Agregar medios de arrastre o disminuir el peso para disminuir la velocidad terminal, por ejemplo, alas o un paracaídas
2. Agregue deformables plásticamente (consulte la sección de viñetas para obtener más información) para absorber la fuerza de un impacto
3. Añade amortiguación para frenar un impacto.

Aquí tu creatividad es el límite. Muchas criaturas de la vida real pueden sobrevivir a la fuerza de un impacto a velocidad terminal. Por ejemplo, la mayoría de los insectos no pueden morir por caídas desde cualquier altura, porque a medida que se reducen los objetos, tienden a soportar los impactos mucho mejor. Una hormiga del tamaño de un humano sería solo un poco más a prueba de caídas que un humano del tamaño de un humano. El tamaño tan pequeño es tu amigo.

También puede agregar algo como un paracaídas biológico o un ala, que puede reducir la velocidad justo antes de aterrizar. Por supuesto, esto no es tan "genial" para un lector como un humano mejorado que maneja aterrizajes de superhéroes .

Otra opción interesante son las zonas de deformación , áreas de tu humano mejorado específicamente diseñadas para aplastar, absorbiendo la fuerza del aterrizaje, tal vez sanando/recreciendo rápidamente después de aplastar. También puedes intentar capturar la energía cinética del aterrizaje, con algo de amortiguamiento electromagnético o algo similar "capturando" la fuerza y ​​generando electricidad, glucosa, combustible o algo más que pueda usarse más adelante .

Por último, amortiguación. Este es complicado, porque generalmente necesitas mucho. Los protectores de choque para boulder (escalada en roca a baja altitud) suelen tener un grosor de alrededor de 13 cm (5 pulgadas), y eso es solo para alturas inferiores a 6 m (20 pies). Desde esa altura, solo podría alcanzar alrededor de 33 km/h (20 mph) como máximo, sin tener en cuenta la resistencia del aire, muy por debajo de la velocidad terminal estimada de 195 km/h (122 mph) de un paracaidista . La física básica dicta que la energía cinética, el verdadero problema de la caída, crece con el cuadrado de la velocidad. Esto significa que si un tapete de 13 cm (5 pulgadas) puede soportar una caída a 33 km/h (20 mph), una caída de 195 km/h (122 mph) generará no 6 veces el golpe, sino 36 veces el golpe. Si es necesario, el grosor del tapete se escala linealmente con la velocidad (que no es así, probablemente sea aún peorque eso, por lo que este es probablemente el mejor de los casos ), eso significa que necesitaría 78 cm (31 pulgadas) de almohadilla para recibir un impacto a velocidad terminal. Nuevamente, este es solo el mejor de los casos, por lo que es probable que necesite mucho más que eso, y 78 cm (31 pulgadas) ya es una cantidad prohibitivamente grande de relleno para agregar a sus humanos mejorados.

Conclusión

Si quieres parar balas, añade fibras y deformables plásticamente. Si desea detener las caídas, ralentice la caída, agregue deformables plásticamente o ralentice el impacto con un acolchado biológico. ¡Déjame saber qué se te ocurre! En lo que respecta a la creatividad, el cielo es el límite. Por otra parte, ese es el punto :)

Los gatos con frecuencia sobreviven caídas altas. ¿Qué tan duraderos son los gatos?

El ejemplo del gato sugiere que no es la durabilidad (porque supongo que los gatos son bastante similares a los humanos en este aspecto) sino cómo manejas la caída. Me imagino que un paracaidista experimentado que se haya entrenado para aterrizar sin paracaídas tendría bastantes posibilidades de sobrevivir (pero gravemente herido).