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旗杆大回环

2017-11-06

飞碟探索 2017年11期
关键词:旗杆棒球体操

如果你也像我,听到这个问题的第一反应是“这太荒谬了,根本不可能”!

你的第一反应是对的。但为了进一步确定,让我们仔细研究一下这个问题。

人的握力取决于很多因素,像是手滑程度,還有接触物表面的材料。但在这种情况下,我们不妨假设你的双手能够紧紧地抓住旗杆。那么,这对你身体上除了双手以外的其他部分意味着什么呢?

关于需要多大的力才能扯掉一个人的胳膊这种问题,我们很难找到好的数据。根据记录,有许多关于肌腱抗断强度的研究和演讲,给出的数值在50兆帕至150兆帕。这个数值强于皮肤的抗断强度(27兆帕),但弱于骨头的抗断强度(120兆帕)。然而,要想知道整个手臂的抗断强度,我们需要把肌腱、肌肉、腕部的组织、手臂以及肩膀,还有它们的横截面积统统考虑进去,才能算出这些部分以什么样的顺序承受压力。

让我们来做个替换,可能会使问题变得简单起来。在现实生活中,就有一些人做着类似题中的事情——体操运动员。

体操运动员在单杠上尽可能地使身体达到极限完成动作时,其实非常像“旗杆大回环”(至少在某些方面很相似)。一项2009年的研究运用三维动作捕捉技术测量了顶尖体操运动员完成动作时身体的受力情况。他们发现,当运动员荡到最底部的时候,他的双手施加在杠上的力超过了3000牛。换句话说,运动员相当于承受了大约320千克的重量。

让我们估计得乐观一些,假设你比研究中的顶尖体操运动员还要强。(毕竟运动员还要担心长期的伤病,而你只需要担心短时间的损伤。)假设你的手臂可以承受超过10000牛的在杠上摆动时的力,相当于体操运动员的3倍(或是这些人的2倍),会怎么样?

让我们看一看你需要承受多大的力。题目中说的“你所在城市里最高的建筑”,让我们假设是在波士顿。波士顿最高的建筑是240米高的汉考克大厦;如果你从楼顶跳下来,落到一半的时候,速度就已经达到将近160千米/ 时了。在这种速度下,施加在你手臂上的力(速度的平方除以环绕半径,环绕半径为一两米吧)将会是大约100000牛。

这个数字告诉我们,一开始的常识和直觉告诉我们的是对的:你不可能在160千米/ 时的速度下抓住任何东西,更不要说来个大回环了。

如果你想更生动、更直接地感受这个过程中产生的力的话,想想这个:2006年。有人把棒球明星亚伯特·普荷斯请到了实验室,测量了他挥动棒球棍时的力。他们测出的他挥棒的速度达到了140千米/ 时,和之前我们说的那个从楼顶上掉下来抓旗杆的人的速度差不多。

所以,如果你想完成这个旗杆大回环,首先要找到亚伯特·普荷斯,让他全力挥棒球棍, 然后你试着去抓住棒球棍……

还有,你要注意:现在你只是尝试抵消一根棒球棍的冲力,而当你落下来经过旗杆时,你要抓住的是你整个身体,这可比木头棍子糟糕100倍以上。

祝你好运!endprint

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