首页 >> 漫画 >> 物理 >> 文章

[what if]第133期:跳楼抓旗杆Comments>>

发表于 2015-03-27 18:28 | Tags 标签:, ,

提问:

嗯现在的情况是你从你所在城市最高的大楼楼顶跳下来,而且你还没有降落伞,但等等!在这幢大楼的某个位置伸出来了一根旗杆,而且还没有挂旗子!于是你调整着身体的姿势,双手紧紧握住旗杆,握紧的时间恰好能让你完成一个大回环,然后你发现你又朝着楼顶飞去了。在重力的作用下你慢慢减速,直到最终停了下来,你发现你又来到了大楼的顶部。于是你轻轻一跳又回到了安全的楼顶,我想知道这种事情发生的概率有多大?

—— Rex Ungericht

回答:

如果你也像我一样,看到这个问题的第一反应是“太离谱了吧,没有一点可能!”的话,那么你确实是正确的。不过为了增加一点可信度,让我们来仔细研究一下这个问题。

双手能够产生的握力取决于很多因素,比如手滑程度以及旗杆的表面材料。但现在不妨假设Rex的双手能够牢牢抓住那根旗杆,那么这会对身体的其他部分产生什么影响呢?

wpid-14266934182-2015-03-27-18-28.gif

(嗯,是的)

扯掉一个人的手臂需要多大的力这种数据很难找到。[1] MetaFilterStraight Dope信息板上出现过这种问题,关于罗伯特·弗朗索瓦·达密安之死也有许多讨论,[2]但总体来说没有什么实质性的数据。

其实有很多研究讲座是关于肌腱的断裂强度的,得出的数字在50兆帕到150兆帕之间。这比皮肤(27兆帕)要牢固,比骨头(120兆帕)要脆弱一些。不过,要想知道整个手臂的断裂强度,我们需要把手腕、手臂和肩膀处的肌腱、肌肉和组织的强度数据和截面积都考虑进去,然后才能知道某一部分会承受多大的拉力。

相反,如果我们去看那些在现实生活中做这些事情的人——体操运动员——事情就会变得简单许多。

当体操运动员在高低杠上进行练习时做出的动作和Rex所描述的旗杆大回环非常相似[3],都是把人体推向了极限。2009年的一项研究用三维运动捕捉技术测量了顶级体操运动员做出这些动作时产生的力的大小。他们发现当体操运动员在做空翻动作时,身体在最低点时双手施加在杠子上的力超过了3000牛顿。换言之,体操运动员相当于承受了将近700磅的重量。

我们现在不妨脑洞大开假设Rex比研究中的顶级体操运动员还要厉害(毕竟运动员还要担心长期的损伤,Rex只需要担心非常短时间内的伤害)。再假设Rex的手臂能够承受超过10千牛的拉力,相当于体操运动员所承受的力的三倍(或者这些人的两倍!),那么会发生什么呢?

我们先来计算一下Rex需要承受多大的力。我所在的波士顿最高的楼是240米高的汉考克大厦,如果他从顶楼跳下来的话,当下落一半距离时速度就将达到将近每小时100英里。在这种速度下,施加在他的手臂上的力(速度的平方除以大回环的半径[4])将会是大约……100千牛

wpid-14266949856-2015-03-27-18-28.gif

(DUANG!)

所以,这个数字和我们的直觉相符:你不可能在每小时100英里的速度下抓住任何东西,更别说来个大回环了。

如果你想对这个数字有一个更直观的认识的话,那我就告诉你:2006年GQ杂志把棒球明星Albert Pujols请到了实验室里,测量他挥动棒球棒时的数据。他们发现他的挥棒速度达到了每小时87英里,和之前讨论的那个想不开的小人的速度差不多。

所以如果你想完成Rex所描述的那个特技,首先你需要找到Albert Pujols,请他全力挥棒……然后试着去抓住棒球棒。

wpid-14266953984-2015-03-27-18-28.gif

(你哪里想不开啊兄弟?)

哦对了,别忘了现在你只是试着让一根只有31盎司重的木头棒子停下来,当你从那根旗杆旁飞过时,你要抓住的是你的整个体重,这可比抓木头棒子要糟糕100倍以上。

祝你好运啦!

wpid-14266956010-2015-03-27-18-28.gif

(说好的放手呢?)

注释

  • 注1:或许这还是件好事呢。
  • 注2:达密安由于密谋行刺路易十五世而被折磨致死,不过用于车裂的马匹花了好大力气才把他的手臂从身体上扯下来。
  • 注3:至少某种程度上是相似的。
  • 注4:应该在1到2米之间吧。
0
为您推荐

15 Responses to “[what if]第133期:跳楼抓旗杆”

  1. 万万没有想到说道:

    第二张图有浓浓的HTF既视感。。。

  2. 香芋说道:

    DUANG?

  3. fdsa说道:

    这个图有意思 研趣网

  4. 无脸门门主说道:

    “当下落一般距离时”应该是“一半”吧
    也就是说,只要旗杆位置足够高,还是有可能做到的么……

  5. 无脸门门主说道:

    “当下落一般距离时”应该是“一半”吧?
    也就是说,只要旗杆位置距离楼顶较近,还是有可能做到的么……

    • big bear说道:

      如果杆子离楼顶太近,落下的动能不足以让你完成大回环绕回杆子顶部,所以....

  6. vika说道:

    这么看的话,如果双臂拉住尽头有钩的长绳,以钩子挂在杆上,貌似可行(当然,绳子和钩子的强度需要足够。。)

    • freerock说道:

      一样是不可行的. 因为即使是钩子和绳子能承受, 你的身体承受不了那么大的冲击力.
      比如蹦极, 需要用弹性很大的绳索来缓冲, 要是换成钢丝绳的话,绳子没断.人断了.
      再比如攀岩登山中, 人坠落时也是要靠有弹性的尼龙绳来缓冲的, 一般最终到人身上的冲击力不超过10kn, 如果超过, 会受伤.
      但如果绳子有缓冲的话,能量会被吸收了,人就不可能大回环再回到楼顶上了.

  7. 林风清逸说道:

    duang……

  8. jerryseesu说道:

    这一期真是莫名搞笑~

  9. Memo说道:

    DUANG简直卖萌,看了原文明明是DANG哈哈哈

  10. 用户v说道:

    你们都没想到衣服

  11. 大头猪说道:

    要是有一套钢铁侠那样的盔甲,那会可能成功吗

  12. 诚哥好的话说道:

    请问在空中没有着力点的情况下,怎么能调整姿势来抓住杆子啊!QAQ还有空气阻力君消耗的能量君呢 V那么大 f气哭。