蹦极

刘　玮

你蹦极了吗？想象一下，你站在40米以上（相当于10层楼）高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，把一根长长的橡皮绳一端固定好，另一端绑在身上，然后，像鸟一样伸展双臂，扑入空中。那长长的橡皮绳足以使你在空中享受几秒钟的“自由落体”运动，再上下凌空颠荡几回。回看高台，你定会有一种“劫后余生”的刺激感，这就是蹦极！

蹦极的英文名为bungy或bungee，“蹦极”是音、意结合得最好的音译词。而在我国香港和台湾，人们把它译为“笨猪跳”！也许他们认为，如果一个人不笨的话，是断然不会去进行这种“惨烈”的活动的；也有可能他们对这项运动是这么理解的，人只需像笨猪似地一跳，其余的事情就全都交给橡皮绳来办了！事实上，人在蹦极过程中的心理和肢体一直处-在激烈的活动中，缺乏勇气的人是不敢贸然参与这项运动的。当这项勇敢者的运动从它的起源地传到世界各地后，蹦极受到了人们的普遍欢迎。现在去蹦极的人已不会再被称作“笨猪”了，而会被称为“勇敢者”。

据说，蹦极最早起源于南太平洋瓦努阿图群岛中的一个叫彭特科斯特的岛屿。每年春天，这个岛上都要举行一种宗教仪式。仪式上，勇敢的小伙子爬上一个高高的木台，把一端固定住的用藤条编成的绳索捆在自己的踝部，然后头朝下跳下，以显示自己的胆量，并且他们认为成功的蹦极预示着秋后一定会有好的收成。后来，这项极具挑战性的刺激活动被发展成了一项新兴的休闲运动。

发展到了现在，蹦极已有多种形式。按地点大致可分为三种：桥梁蹦极、塔式蹦极、火箭蹦极（将人像火箭一样向上弹起，然后一上一下地弹跃）。按捆绑方式也可分成三类：绑腰式、绑背式、绑脚式。按蹦极技巧和人数还可分为：自由式、可碰水，前滚翻、后滚翻，单人跳、双人跳等等，每种玩法都会让你有不同的感受。

最近，蹦极又出现了新形式——飞天蹦极，俗称蹦极球。蹦极球的外形很像热气球，下面挂着完全裸露在外的双人坐椅，蹦极者坐好，绑牢安全带，再加上几个增重沙袋，此时只需双脚向地上一蹬，几秒钟后即可飞上数十米的高空。当然，为确保安全，要有几条保险绳将蹦极球连在地面，由工作人员随时掌控。

蹦极的高度越高当然越刺激。世界最高的蹦极点，位于南非东开普省齐齐卡马山中一座名为布劳克朗斯的大桥上，高度为216m；第二高的蹦极点在瑞士的一个风景点的缆车上，高度为160m；第三高的蹦极点位于新西兰维多利亚瀑布的一座桥上，高度为134m。

蹦极运动，即娱乐又健身，只要心理健康、身体状况良好都可参加，但下列人员最好不要参加：癫痫病、精神病、心脑血管疾病、有过骨折史等。

参加蹦极了吧？先来分析一下其中的物理过程，了解在运动中遇到的情形，也好有个心理准备噢！

如图，设a点为橡皮绳自然下垂时绳下端的位置，蹦极者从高处跳下，c是人所到达的最低点，b点是人最终的静止悬吊点。下面我们来分析蹦极者在离开跳台至最低点过程中，速度、加速度和人承受的拉力变化情况。

人跳离高台下落，在橡皮绳还没拉直前，不管你的手脚如何扑腾，或空中走步，忽略那点小小的空气阻力后，人就只受到一个重力作用，人在到达a点之前为自由落体运动，20米长的绳就能让你体验2秒钟的太空失重感！过了a点，橡皮绳开始起作用，弹力逐渐增大，到b点时弹力等于人的重力，在到达b之前人一直都是在加速的，因为弹力还都小于人的重力。过了b点后弹力就大于重力了，人会感觉到绑扎带越来越紧地拉住自己，并开始作减速运动。所以人下落经过b点时的速度最大，到c点时速度减为零，之后就反弹上去了。在c点时，橡皮绳被拉得最长，弹力最大，人的加速度也最大，方向却是向上的。

整个下降过程中，人的重力势能一直在减小，动能却先增大后减小，弹性势能从a点开始增大，最终到c点时，减少的重力势能全部转化为了弹性势能。理想情况下，蹦极者仍可被弹回到起跳点，其上升过程正是他下降的逆过程。实际使用的橡皮绳虽然弹性很强，可伸长到原来的2～3倍，承重都在2500kg以上，但不可能弹到起跳点。

有一次，笔者见到一个身高2m的大个子从湖边52m高的平台上做蹦极跳。橡皮绳绑住他的脚，另一端拴在高台上。他一头栽下，到最低点时，他的头恰好触及水面！之后上下弹跳了四五次之多，最终安静下来时，他的头离水面约有15m高。请你帮我算算，那根橡皮绳在没有被拉伸时有多长？那人在跳下过程中的最大速度和最大加速度是多少？我知道弹性势能公式是 E_k=1/2k△x²，△x是弹性绳的伸长量。

看到那么潇洒刺激的蹦极，瘦小的我也想用那根绳来蹦极，也想头触及水面。我想我只需在跳下时抱一个沙袋就可以了，而且还美美地想象，在我到达水面时若丢下沙袋，我会弹得比那人还高，你觉得我的想法高明不高明？我试了，事实正如想象的一样美妙，而且“蹦极”还送了我一个“大红包”——我的头撞到了起跳板！

答案

设绳的弹性劲度系数为k，自然长度为l₀，则绳被拉的最大长度为l₁=52-2=50m，绳在平衡点时长为l₂=50-15=35m，跳台高h=52m，并可认为人的重心在身高一半处。

由机械能守恒定律有mgh=1/2k(l₁-l₀)²①

又在平衡位置时，有mg=k(l₂-l₀)②

由①②两式解得l₀=32m

游戏者速度最大时在平衡位置，仍由机械能守恒定律有mg(l₂+2)=1/2mv²+1/2k(l₂-l₀) ③

再结合②式，g取9.8m/s²，可以求得人的最大速度约为v=26.4m/s=95km/h。

又因为平衡时绳伸长35-32=3m，最大伸长为50-32=18m，所以在最低点的一瞬间，绳的弹力为人体重的6倍，作用在人体上的合力为体重的5倍。因此人的最大加速度为5g，即以5倍的重力加速度向上弹起（这已达到航天员在起飞时所承受的加速度了）。