Como otros han mencionado, lo importante es desacelerar lo más gradualmente posible, lo que implica la necesidad de algún tipo de sistema de absorción de impactos. Sin embargo, voy a ser un poco más específico.
El concepto clave es: ¿cuánto se mueve su cuerpo hacia abajo durante la fase de desaceleración rápida?
De la cinemática, si la aceleración [matemática] a [/ matemática] es constante , tenemos que
[matemáticas] v ^ 2 = 2ax [/ matemáticas]
donde [matemática] v [/ matemática] es su velocidad inicial en el impacto al suelo (probablemente al menos 30 metros por segundo, o aproximadamente 70 mph), y [matemática] x [/ matemática] es qué tan lejos sigue bajando después del impacto antes para.
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Es posible que haya escuchado la frase, “no es la caída lo que te mata, es la parada repentina al final”. Bueno, es absolutamente cierto. Si alguna vez ha estado en un automóvil que ha tomado una curva cerrada, sabe lo que se siente al ser aplastado contra la puerta del automóvil. Eso es por inercia; sin intervención externa, seguiría todo recto a la misma velocidad. Entonces, para hacerte doblar la esquina, algo tiene que empujarte, y ese algo es la puerta.
Lo mismo es cierto para sus órganos internos. Digamos que tiene un traje que desacelera mágicamente su piel y su esqueleto sin dañarlos. ¿Qué pasa con su hígado, o su corazón, o su cerebro, u otras cosas importantes? Para permanecer dentro de su cuerpo (recomendado por el médico), también deben detenerse; pero la segunda ley de Newton dice que esto significa que deben tener una fuerza
[matemáticas] F = ma [/ matemáticas]
actuando sobre ellos para hacer eso, donde [matemáticas] m [/ matemáticas] es la masa del órgano en cuestión. O, dicho de otra manera, para combinar con la ecuación anterior,
[matemáticas] F = \ frac {mv ^ 2} {2x} [/ matemáticas].
Entonces, si duplica la distancia sobre la cual se detiene, reduce a la mitad la fuerza de aplastamiento en sus órganos internos. Este es todo el punto de la zona de deformación de un automóvil: los frentes de los automóviles están diseñados para plegarse como acordeones en caso de accidente, de modo que el automóvil se desacelera en una distancia de un par de pies más o menos en lugar de un par de pulgadas (si el marco fuera inflexible).
Entonces, ¿cuáles son algunos números aquí? ¿Qué pasa con un humano sin ayuda, que es un ninja perfecto ? Bueno, no importa cuán perfecto sea el ninja, tu cerebro no puede detenerse en una distancia mayor que tu altura. Aproximémonos a 2 metros (ninja alto). Si acelera desde el reposo en aceleración gravitacional [matemática] g [/ matemática] durante 60 metros (aproximadamente 200 pies), y luego se detiene en solo 2 metros, eso significa que está desacelerando a [matemática] 30 g [/ matemática] . La fuerza sobre su cerebro (por no hablar de los órganos que tienen que detenerse aún más rápidamente) sería equivalente a colocar un peso de 100 libras encima. Esto es, por supuesto, fatal. No más ninja. 🙁
¿Qué significa esto, para fines de diseño? A menos que esté permitiendo paracaídas o cohetes o cosas por el estilo (en cuyo caso el problema es trivial para comenzar), es absolutamente esencial que el exoesqueleto sea mucho más grande que la persona dentro , específicamente, la parte que se comprime cuando aterriza necesita ser capaz de comprimir por más de 10 pies . En este punto, como se ha mencionado en otra parte, básicamente estás hablando de más de un mecha que de un exoesqueleto.