詹姆斯·卡卡里奧斯
美國影片《超凡蜘蛛俠》里有這樣的場(chǎng)景:蜘蛛俠借助蛛絲從一棟樓蕩到另一棟樓,穿行在高樓之間。蛛絲真的這么結(jié)實(shí)?
其實(shí),蜘蛛俠的擺蕩路徑是弧形,而不是直線形的。蛛絲發(fā)揮了兩種作用,即提供了兩種力:第一,承擔(dān)蜘蛛俠體重的力;第二,讓他沿著弧形軌跡運(yùn)動(dòng)的力。在蜘蛛俠沿弧形軌跡擺蕩的過程中,蛛絲的拉力產(chǎn)生加速度,月球圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也產(chǎn)生了一個(gè)加速度,兩者共同作用,把直線運(yùn)動(dòng)變成了曲線運(yùn)動(dòng)。
蜘蛛俠擺蕩得越快,向心加速度就越大。如果蜘蛛俠用長度為200英尺的蛛絲以50英里/小時(shí)的速度擺蕩,在公制計(jì)量法下蜘蛛俠的質(zhì)量大約是73千克,他的重量就是160磅力;而為了讓直線運(yùn)動(dòng)軌跡變成圓周運(yùn)動(dòng)軌跡,蛛絲還需要額外提供135磅的力。因此,蛛絲的總拉力接近300磅力,如果蜘蛛俠在擺蕩的過程中還帶著其他人,這個(gè)力會(huì)更大。一根細(xì)線能承受300磅力或者更大的力嗎?如果是真正的蛛絲,那是沒問題的,蛛絲每磅的強(qiáng)度是鋼筋的5倍,而且比尼龍繩的彈性還要強(qiáng)。蛛絲的這種特性源自上千根十億分之幾米粗的堅(jiān)韌纖維,其間散布的充滿液體的導(dǎo)管能夠分散整根蛛絲的張力。
真正的蜘蛛絲能承受超過每平方厘米20000磅力的壓強(qiáng)。也就是說,一條直徑為1厘米的蛛絲繩截面最多能承受10噸的質(zhì)量。即使直徑只有1/4英寸的蛛絲繩,也可以承受6000磅力的重量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過我們估計(jì)的300磅力的數(shù)值。
(摘自《今晚報(bào)》)