人类身体能承受的最大加速度极限是多少

1947年约翰・保罗・斯塔普博士以自己为对象，做各种人体过载和冲击承受力试验，1954年斯塔普博士在美国新墨西哥州创下人类有史以来最快的加速和停止纪录：46.2G

为了研究高速飞行中风挡破损，飞行员对强大气流的承受力，斯塔普博士坐在无风挡的火箭式滑撬车上进行试验，结果表明917公里/小时（917000/3600=254.72m/s）的近地飞行，高速气流对飞行员没有伤害。为了试验斯塔普多次遭到各种伤害，其中包括肋骨和肢体多处骨折，视网膜脱离，多处血管爆裂和复杂的多器官损伤。新闻界称其为“地球上速度最快的人”和“空军最勇敢的人”。

约翰·保罗·斯塔普是二战期间的一位军医，他自己的身体为人体负加速度方面的研究做出了卓越的贡献。在实验中他曾使用过4只火箭助推器大约6000磅的推力来加速他的“坐骑”，达到了人体只能够承受35Gs（也就是大约340m/s左右，340/9.8=34.69）的负加速度，他成为了世界上最快的男人，632英里每小时的速度比子弹还要快。斯塔普享年89岁，他的实验拯救了无数生命，而自己的身体却像一个子弹壳一样穿梭在轨道之上。在实验期间，他还在兼职医生，每天为团队还有他们的家人提供免费的医疗保障。

实验伤害，1954年，他用1.4秒完成了从速度120英里每小时到完全静止的实验，由于眼球在减速时向外的压力，实验带给他两个巨大的黑眼圈。这使他失明了两天，当然，这两天里他依旧再为自己的实验奔波。另外，实验还弄断了他的背，胳膊和手腕，使他掉了6颗牙还得了疝气。

上面所表明的46.2g，可以在最右端附近找到

重力加速度

重力加速度（Gravitational Acceleration），物理学名词。重力对自由下落的物体产生的加速度，称为重力加速度。

如果以m表示物体的质量，以g表示重力加速度，重力G可表示为 G = mg

重力加速度是地球物理研究中的一个基本矢量，也是对一般力学系统进行力学分析时需要考虑的一个重要参数。在对精度要求不是很高的情况下，将其作为常量处理所带来的误差较小时，重力异常可以忽略不计，并可在一定程度上减少计算量

重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，它的大小可以用实验方法求出。

实验证明：重力加速度的大小随其在地球上地点的不同而略有差异。例如在赤道上g=9.780 m/s²，在北极g=9.832 m/s²，在北纬45°的海平面上g=9.807 m/s²，在北京g=9.801 m/s²等。通常在没有明确说明的时候g取9.80 m/s²。在进行粗略的计算或有说明时可以把g取作10m/s

三要素

1）大小：与位置有关；（G=mg)（其中g=9.80665 m/s^2，为标准重力加速度）

2）方向：竖直向下；

3）作用点：重心

在地球上同一地点，重力加速度是一个恒定的矢量。

这就决定了自由落体运动实质上是一个初速度为零的匀加速直线运动

加速度

加速度（Acceleration）是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值 a = Δv / Δt ，是描述物体速度变化快慢的物理量，通常用a表示，单位是m/s²。加速度是矢量，它的方向是物体速度变化（量）的方向，与合外力的方向相同。

加速度(Acceleration)是速度对时间的变化率，表示速度变化的快慢。

人体可以感受到加速度的压迫力，但是在高速的均速中是无法感受到压迫力的，例如地球赤道自转是均速，人体无感。人能承受的不是速度，而是加速度。忽略安全前提下，多少速度都可以，但加速不能太快，弯道相应地也不能过急。一般人短暂(10秒左右)能承受的加速度大概在5g以下，但这是死撑的极限，其实超过1.5g，大概就没有什么游玩乐趣可言了，完全是体验刺激感。

电动汽车的加速度

提到电动汽车，我们第一时间会想到什么？特斯拉Model S昂贵的身价？

都不是，而是特斯拉带给我们过山车般刺激的狂暴加速性能。

Model S的狂暴模式突破了3秒大关，之后有乐视背景的法拉第未来在自己首款量产车型上，把这个时间缩短到了2.39秒，但这个成绩不久就被特斯拉以千分之一秒的优势反超。最新的消息是，美国一家媒体在试驾Model S P100D时，跑出了2.28秒的变态成绩。照这个态势发展下去，量产电动汽车突破2秒也只是时间问题了。

探讨这个问题，我们首先得了解G值这个概念，这也是赛车运动中随处可见的一个参数，G代表的是英文Gravity（重力），G值代表的就是物体自由落体时的加速度。

有了这个值，我们就可以用随时能够体会到的感受，来量化汽车的加速性能了，两者不同的是，重力加速度的方向是垂直向下，人站立时承受这个加速度的是双脚；而汽车加速时的方向是水平像前，承受加速度的部位则主要变成了背部，也就是我们常说的推背感。

读者们可能大多没有体会过百公里加速3秒的具体感受，我们可以用一个公式把不同性能的车型，在全力加速时产生的加速度计算出来。普通家用车的百公里加速性能大多在10秒左右，经过计算，这个成绩的汽车能带来的加速度大约为0.27个G （a=v/t=100*1000 / 3600 / 10 = 2.78m/s^2 ，再计算 2.78 / 9.8 = 0.2836 约等于 0.27G）也就是大约四分之一个重力加速度。

那么想获得与自由落体相当的加速感受，需要多快的成绩呢？

答案是2.74秒，恰好相当于之前Model S P90D的2.8秒的加速性能。

至于P100D最新刷出的2.28秒，换算成G值大约为1.14倍重力加速度。

计算： 100 * 1000 / 3600 / 2.74 = 10.14m/s^2 （重力加速度取 10m/s^2 进行计算的）

很显然，我们每时每刻都在承受着来自地球1个G的力，所以特斯拉的变态加速性能虽然刺激，但也不过是在水平方向上带来一个G的加速度，显然距离我们能够承受的极限还有很远。

人类不断挑战最大极限加速度

热衷比拼直线加速的美国人，有一个名为Drag Racing的短程直线加速比赛，这些比赛的车辆搭载的是喷漆引擎，体积和性能甚至达到了战斗机级别，而它们的百公里加速很早就达到了1秒以内，目前最快的成绩大约为0.86秒，换算成加速度相当于5.3G。（a=v/t=100*1000 / 3600 / 0.86 = 32.3m/s^2 ，再计算 32.3 / 9.8 = 3.3倍）

想象一下你的背部要承受五倍于自己体重的推力，对身体挑战的强度就不言而喻了。实际上，如果在5个G左右的加速下坚持几秒钟，很多人可能就会晕厥过去，严重的在这种状态也会面临生命危险，但这指的是持续几秒的时间，如果以很短的瞬时加速来算，5个G显然还没有达到人类承受加速度的极限。

其实，要获知人类可承受最大的加速度是很难的，因为它涉及到非常复杂的因素，例如加速本身就有很多方向，例如水平向前或者向后，水平向左或者向右，垂直向上或者向下，不同方向的加速度，对人体产生的影响也不一样。

这里有必要提到一个有点惊悚的案例，就是英国伦敦皇家艺术学院的一个学生曾设计过极具争议的一件作品，名为“安乐死过山车”，原理就是通过七个逐渐变小的回环对乘客带来极大的加速度，大约可以达到10倍重力，持续时间长达1分钟，在这段时间乘客的血液会涌向脚部，导致大脑缺氧，最终死亡。经过七个回环之后，乘客已经几乎没有生还的可能。

其实，我们平时玩的过山车最大加速度也能达到5个G以上，但那大多只是持续很短的时间，几秒钟内，所以一般不会威胁到身体健康。而上述这个“安乐死过山车”，除了加速度更高之外，它完成任务的“法宝”也是因为持续时间很长，才能确保将乘客“杀死”。

实际上，美国空军一位名为John Stapp的上校曾经参加过一系列的加速度试验，通过被绑在火箭滑道上，他最高承受住了46.2个G的加速度，也就是46倍的重力加速度，这已经远远超出我们可以想象的程度。

不过John Stapp上校并非常人，他服役期间曾参加过美国各种极限测试，本身就有远超常人的承受极限。即便是在几次35个G的加速测试中，他也曾遭受过肋骨骨折等伤害。所以我们可以在这个基础上进一步降低标准，把30个G作为普通人可以短时间内承受的最大加速度。

于是，将它通过公式换算为百公里加速的时间，最终结果为0.09秒。

所以，让那些电动车企们继续搞性能大战吧，它们距离我们身体可承受的极限，还差得远呢！

过山车最高时速设置是多少

过山车最高时速设置是多少，普通人能承受的速度最大是多少

2018年5月，刚好国家更新了游乐设备新强制安全规范，在此做下科普。

总的来说，速度只限于对游乐设备分级管理而言有用，真正和人体生理承受极限相关的是加速度以及加速度持续时间。如下图所示。

《大型游乐设施安全规范（GB 8408-2018）》在线网页查看

中国标准分类号（CCS）： Y57

国际标准分类号（ICS）： 97.200.40

发布日期： 2018-05-14

实施日期： 2018-12-01

主管部门：国家质量监督检验检疫总局

归口单位：国家质量监督检验检疫总局

发布单位：国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会

目前世界上最快的过山车是阿布扎比法拉利主题乐园的罗萨方程式，最快速度达到了240km/h，0加速到最大速度的加速时间仅为4s，折合加速度为1.7g（计算公式：240*1000/3600/4 / 9.8 = 1.7倍），和人体极限10g相比，稀松平常。但是，请注意，加速度是瞬时的，过山车最快加速度可能高达4~5g，不是4秒内的平均值1.7g

例如：武汉欢乐谷的过山车 - 极速飞车

极速飞车，压缩空气动力发射过山车，长度: 845 m，高度: 52 m，跌落差: 60 m，反转数: 0，有倒悬，冲加速，瞬间发射，速度: 135 千米每小时，最大加速度4G，急速、战栗、超重、失重、惊险、刺激。