Der Bus erfährt einen erheblichen Luftwiderstand und fällt daher langsamer als eine Person im Bus. Das Szenario ist im Prinzip möglich - aber nach sorgfältiger Betrachtung des Clips und einigen Berechnungen glaube ich, dass die Details ungenau sind.

Angenommen, der Bus hat eine Masse von 5000 kg (ziemlich leicht für einen Bus). und ist 3 m breit und 3 m hoch - der nach vorne gerichtete Bereich ist also 9 m 2 (es wird mehr sein, wenn der Bus in einem Winkel fällt, aber im Film scheint er gerade zu fallen. Trotz des anfänglichen Drehimpulses beim Umkippen!).

Die Widerstandskraft beträgt

$$ F = \ frac12 \ rho v ^ 2 A C_D $$

Für die angegebenen Abmessungen beträgt die Geschwindigkeit nach einer Sekunde 5 m / s und diese Kraft beträgt ungefähr

$$ F (1) \ ungefähr 0,5 \ cdot 1,2 \ cdot 5 ^ 2 \ cdot 9 \ cdot 1.15 = 135 N $$

(unter der Annahme eines Widerstandskoeffizienten von 1 - nahe, aber etwas kleiner als der Koeffizient für einen Würfel; das ist noch nicht genug Damit der Bus sichtbar langsamer fährt.

Wir müssen wissen, wie hoch die Brücke ist. Es stellt sich heraus, dass diese Szene auf der Lion's Gate Bridge in Vancouver . Th Es hat eine lichte Höhe von 61 m. Das ist ungefähr das, was ich anhand dieses Bildes geschätzt hätte (Screenshot aus dem YouTube-Clip um 1:11 Uhr, mit Blöcken, die von mir hinzugefügt wurden, um zu zeigen, dass es ungefähr 6 Busse hoch ist. Ein typischer Bus ist ungefähr 10 m lang, also macht alles Sinn ):

Jetzt dauert der tatsächliche Abfall im Clip von 1:10 bis 1:20 - das würde darauf hindeuten, dass eine gewisse "zeitliche Erweiterung" stattfindet. Normalerweise würde ein Fall von 60 m 3,50 s dauern; Im Film dauert es jedoch 10. Dies ist ein Hinweis darauf, dass normale physikalische Gesetze für die Szene aufgehoben wurden.

Für ein Objekt, das bei Vorhandensein von Luftwiderstand frei fällt, ist die Endgeschwindigkeit durch

$$ v_t = \ sqrt {\ frac {2 mg} {C_D \ rho A}} $$

(ca. 95 m / s für diesen Bus) und die "charakteristische Zeit" $ \ tau $ (wird für die Bewegungsgleichung verwendet)

$$ \ tau = \ frac {v_t} {g} $$

Die Geschwindigkeit als Funktion der Höhe ist

$$ v = v_t \ sqrt {1-e ^ {- 2gh / v_t ^ 2}} $$

Dies bedeutet, dass wir die Geschwindigkeit des Busses und des Passagiers als Funktion von berechnen können Höhe / Zeit: Das Auftragen der Relativgeschwindigkeit und der Position des Fahrgasts relativ zum Bus ergibt:

Dies sagt mir, dass die im Film gezeigte Szene dies nicht tut Folgen Sie der üblichen Newtonschen Physik. Entweder war die Luft lächerlich dicht, der Bus war viel leichter als er aussah, oder ... sie haben einfach getan, was sie wollten, weil das Drehbuch dies verlangte. Filmphysik.

Mythos. Busted.

Wenn sich der Bus in einem Vakuum befindet (innen und außen), würde der Passagier schweben. Die Auswirkungen des Luftwiderstands auf die beiden Objekte (Passagier und Bus) sind in einem solchen Fall jedoch wahrscheinlich nicht vernachlässigbar. Der Bus bewegt sich relativ zur Außenluft und beschleunigt daher mit einer Geschwindigkeit von weniger als $ g $ in Richtung Boden. Wenn wir dann ein Objekt im Bus aus der Ruhe in Bezug auf den Bus freigeben würden, würde es zunächst mit $ g $ in Richtung Boden beschleunigen (da kein Luftwiderstand vorhanden ist). Somit würde das Objekt bei in Richtung Boden beschleunigen eine Rate $ g $ und würde sich daher zur Vorderseite des Busses bewegen.

Tatsächlich beträgt die Beschleunigung des Busses $ \ vec {A} = \ vec {g} + \ vec {A} _ \ text {air} $, wobei $ \ vec {A} _ \ text {air} $ die Beschleunigung des Busses aufgrund des Luftwiderstands ist. (Beachten Sie, dass dieser letztere Vektor nach oben zeigt.) Ein Objekt mit der Masse $ m $ in diesem nicht trägen Referenzrahmen folgt dann einer Version des Newtonschen Gesetzes, die so etwas wie $$ m \ vec {a} = m \ vec {g} ist. + \ vec {F} _ \ text {air} - m \ vec {A} = \ vec {F} _ \ text {air} - m \ vec {A} _ \ text {air}. $$ where $ \ vec {a} $ ist die Beschleunigung des Objekts relativ zum Bus und $ \ vec {F} _ \ text {air} $ ist jetzt die Kraft des Luftwiderstands auf das Objekt. Wir sehen also, dass die Beschleunigung anfänglich in die entgegengesetzte Richtung zu $ ​​\ vec {A} $ (d. H. Nach unten) verläuft. Wenn das Objekt relativ zum Bus lange genug fallen könnte, würde es schließlich seine eigene Endgeschwindigkeit relativ zur Luft im Bus erreichen. Es würde jedoch immer noch in Abwärtsrichtung relativ zum Bus fallen.

Beachten Sie schließlich, dass in der Grenze, in der der Bus mit Endgeschwindigkeit fällt, die Auswirkungen von Luftwiderstand und Schwerkraft genau wie diese sind am Boden, da sich der Bus mit konstanter Geschwindigkeit bewegen würde. Somit würden sich Objekte im Bus (relativ zum Bus) genauso bewegen wie wenn der Bus auf der Erde sitzen würde.

Oh, und diese ganze Ableitung ignoriert Dinge wie die Drehung des Busses. Ein Passagier in einem Bus, der Ende über Ende taumelt, würde eine Zentrifugalkraft vom Massenschwerpunkt des Busses weg spüren, selbst wenn kein Luftwiderstand vorliegt. Aber das ist ein weiterer Fischkessel, für den ich gerade keine Zeit habe, ihn zu öffnen.

Zuerst würden der Bus und die Person aufgrund der Schwerkraft mit der gleichen Geschwindigkeit beschleunigen. Die Situation ist jedoch aufgrund des Luftwiderstands komplizierter. Der Bus erfährt beim Fallen einen Luftwiderstand. Die Person im Bus erfährt weniger Luftwiderstand, da sich die Luft im Bus mit dem Bus bewegt. Dies bedeutet, dass die Person nicht so viel Widerstand erfährt, da sie sich in Bezug auf die Luft um sie herum im Bus nicht sehr schnell bewegt.

Um konkrete Zahlen für die Situation zu erstellen, nehmen wir an, der Bus bewegt sich bei 80 Meilen / Stunde, wenn es auf das Wasser trifft. Das bedeutet, dass es beim Fallen einem Gegenwind von 80 Meilen pro Stunde ausgesetzt ist, was seine Beschleunigung verlangsamt. Die Person im Inneren erfährt diesen Gegenwind nicht, weil sich die Luft um sie herum mit dem Bus bewegt (ähnlich wie es einfacher ist, schnell in einem Fluss zu schwimmen, wenn Sie flussabwärts fahren). Er kann so vor dem Bus aufholen. Na ja, möglicherweise. Das würde von der komplizierten Aerodynamik des Busses und der Länge des Sturzes abhängen. Aber der Film ist zumindest ungefähr richtig.

Nein, nein, ihr (außer Floris und denjenigen, die ihn hochgestimmt haben) haben eine wichtige Beobachtung verpasst ... Schauen Sie sich das Video noch einmal genau an.

Zuerst kippt der Bus nur als Brücke Biegungen. Wenn der Bus zu kippen beginnt (aufgrund der Reibung mit der Brücke hat er noch nicht angefangen zu fallen), hat er noch keine beträchtliche vertikale Geschwindigkeit erreicht. Wenn der Mann jedoch das Gleichgewicht verliert (wäre dies kein Film gewesen, hätte der Mann möglicherweise einen Platz eingenommen, um dies zu verhindern), erhält er eine kleine vertikale Geschwindigkeit. Jetzt, da der Bus zu fallen beginnt, erfahren beide fast die gleiche Beschleunigung (der Unterschied aufgrund des Luftwiderstands beträgt weniger als 0,1% und ist bei so kleinen Geschwindigkeiten nicht spürbar und kann dem Mann offensichtlich keine so große Geschwindigkeit verleihen). Aufgrund der anfänglichen Relativgeschwindigkeit des Mannes fällt er jedoch immer wieder herunter.

Wäre der Luftwiderstand der Fall gewesen, hätte die folgende Beobachtung stattgefunden: Fahren Sie ein Auto und erreichen Sie eine Geschwindigkeit von etwa 80 km / h. Lassen Sie nun das Gaspedal los (NICHT auf die Bremse drücken). Aufgrund des Luftwiderstands sollte das Auto eine Rückwärtskraft erfahren, wir sollten so viel Relativgeschwindigkeit erfahren, wie der Mann im Film erfahren hat. Was auch immer wir erleben werden, wird auf die Verbindung von Luftwiderstand und Reibung zurückzuführen sein, aber es würde immer noch nicht mit der dort gezeigten Geschwindigkeit verglichen werden. Nehmen Sie jedoch einen Wagenheber und heben Sie das Auto an, um (nicht viel) $ 30 ^ \ circ $ zu sagen, und setzen Sie sich hinein (beachten Sie, dass das Auto im Film vor dem Sturz um mehr als $ 60 ^ \ circ $ gekippt war). Nachdem Sie diese beiden Experimente durchgeführt haben (ich kann mir das Ergebnis vorstellen, ohne überhaupt zu experimentieren), wissen Sie, was der Hauptgrund ist.

Lassen Sie uns zunächst ein imaginäres System untersuchen, bei dem sowohl der Bus als auch die Person keinen Luftwiderstand ausgesetzt sind: Wenn die Person an nichts gebunden ist, ist sie einem freien Fall und damit einer gleichmäßigen Beschleunigung ausgesetzt $ g $. Auch der Bus fällt frei und fällt daher mit der gleichen Geschwindigkeit zusammen.

Wenn wir stattdessen die Widerstandskräfte berücksichtigen:

Wenn der Bus und die Person getrennt fallen würden und keiner von ihnen hat die Zeit, die Endgeschwindigkeit zu erreichen. Ich behaupte, dass die Verzögerung aufgrund der Widerstandskräfte am Bus größer ist als an der Person (weil sie von der Größe der Projektion des Objekts auf die Ebene senkrecht zu abhängt die Geschwindigkeit und nicht auf die Masse des Objekts) und dann würde ich sagen, dass die Person "in den Bus fallen" würde.

In der realen Welt fällt die Luft im Bus wahrscheinlich zusammen mit dem Bus und daher würde ich sagen, dass die Widerstandskraft auf die Person im Bus noch geringer ist.