落石滚落山坡时的应急救生方法

姚泽禹

摘 要 四川风景秀美，包括山体滑坡等自然灾害也时有发生，在旅游区，游客可能遇到落石沿着山体滚下的极端情形，由于山势陡峭，道路狭窄，在应急时在道路上躲避十分危险，本文研究了落石的运动规律，通过计算找到了在山脚避险的相对安全区。

关键词 山体滑坡；落石；运动规律；相对安全区

中图分类号 P6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）17-0096-01

1 落石沿坡运动规律

在山区，我们经常会看见有落石从山体上滚落，但是几乎没有石头能真正意义上沿山坡滚下。如果我们根据牛顿第二定律以及对石头受力分析，则可以得到

下式：

F=ma

其中a与山体坡面倾角有关。

而对于落石，合外力沿山坡方向，故理论上石块应该沿山坡滚下，但实际情况下，石头并不是沿山坡滚下。这究竟是为什么呢？在观察过各处山地情况后，我们会发现真实的山坡并不是理论上的光滑平整。相反，现实中的石头反而是崎岖不平。所以我们先大胆推测，石头在滚落过程中，与其他石头进行了非弹性碰撞，使其速度方向发生了改变。

我们先建立一个简单的模型，接下来我们用物理模型来进行简单的验证。山上的石头都是球形，滚落的石头质量为m1，半径为r1，山坡的倾角为θ。而在山坡上有一个质量为m2的石头，有一半被卡在山坡之中，半径为r2，并且两块石头碰撞后，m2的石块不动。开始时两石块相隔l1，且山坡为光滑的。

碰撞前后的能量受损，石头每碰撞一次，其运行方向会发生弯折，其速度的大小也将减小，与实际生活中看到的石头滚落时的情形吻合。

至此，我们已经首先通过合理猜测了石头没有沿着山坡滚落的情形，接着通过结合简单模型对我们的猜测进行了验证，但我并不想仅仅停步于此。中国是一个多山的国家，在各个山区，经常发生山体滑坡，我们仅仅通过猜测与模型判断了石头滚落时改变方向的情况，却没有找到人们如何避免山体滑坡带来危险的方法。所以我们继续对滚落的石块进行研究。

2 落石运动躲避方法

在前几年，在网络上流传一个山体滑坡的视频，一位男子在山体滑坡的时候站在公路旁，避免了山体滑坡带来的危险。这种看似下意识的行为，包含了科学合理的因素，不仅让我们产生了对石头继续进行讨论的

兴趣。

故我们可以初步判断石头会错过躲在悬崖边上的人，这和我们的生活体验也相符。而躲避时相对安全的区域，由式（8）指出，越贴近坚固竖直的墙壁，而不是到处跑动，安全系数越高。

由于碰撞后斜抛，运动过程中只受到重力作用，加速度只在竖直方向向下，速度在水平方向的分量没有改变，只在竖直方向先减小后增大。

参考文献

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