如果你在一部失控的車上，你會怎麼辦？

圖片來源：unsplash

假設你坐在一部失控的車上，而且只能選擇撞上水泥牆或乾草堆的情況下，你不會需要物理知識來幫你做決定的，常識足以告訴你，應該選擇乾草堆。然而，學習物理，有助於你了解撞上鬆軟物體與撞上堅硬物體，為何會有完全不同的結果。

不論是讓車子去撞水泥牆或是乾草堆，只要車子停了下來，它的動量就會因為受到相同的衝量而減少。相同的衝量，並不意味相同的力，或是相同的作用時間，它只代表力與時間的乘積相同。選擇撞乾草堆，你會延長衝撞的時間，也就是車子的動量降到零所需的時間。

較長的衝撞時間，會減低衝撞力，同時也就降低了因衝撞產生的加速度。例如，如果衝撞時間能延長100 倍，則衝撞力就會降低100 倍。若我們希望減小衝撞力，就必須延長衝撞時間。

我們知道，塞入厚墊填料的副駕駛前座置物櫃，比用堅硬金屬材料的前座安全，若有安全氣囊又增加對生命的一層保障。我們也知道，想安全地赤手去接快速飛來的球，你必須把手向前伸，以便在接到球以後，有足夠的空間可以後退。當你延長了衝撞的時間，也就減少了衝撞力。

當你從高處往下跳，在著地時若保持雙腳挺直的話，會發生什麼事？哎喲！好痛！相反地，你知道在雙腳著地時，要把膝蓋彎曲，這樣比起雙腳挺直、突然著地的情況，會讓整個動量減小的過程，延長10到20倍的時間，因此作用在你骨骼的力，也會減小10 到20 倍。

摔角選手在被摔落擂台時，藉由放鬆肌肉，讓衝撞力分成一系列較小的衝撞，從腳、膝蓋、臀部、肋骨到肩膀，依序撞擊蓆墊，來延長衝撞時間。當然，摔落在蓆墊上比摔在硬地板上好，因為蓆墊也會延長衝撞時間。

我們知道玻璃盤子掉落在地毯上，會比掉在地磚上，較不易破碎，因為地毯比較有「彈性」。問問別人，為何東西掉落在比較有彈性的表面，比較不容易損壞？相信大部分人的答案，只會使你更感困惑而已，因為他們可能只會回答你「因為比較有彈性嘛！」然而，你的問題是「為何」盤子掉落在有彈性的表面比較不容易破，在這個例子中，一般人的解釋，根本算不上是解釋，你需要更深入的解釋。

要讓盤子或盤子的碎片停下來，地毯或地磚必須提供一個衝量，而你已經知道衝量包含兩個變數，一個是衝撞力，另一個是衝撞時間。因為地毯提供的衝撞時間比地磚長，所以具有較小的衝撞力；地磚提供的衝撞時間較短，衝撞力較大。

在馬戲團特技表演中的安全網，就說明了如何能達到安全著地時所需的衝量。安全網提供了充分的衝撞時間，巨幅地降低了特技演員在下落時所受到的衝撞力。

即使你根本沒注意到表面是否有彈性，有時候衝撞時間的差異卻有相當大的影響。例如，木質地板與水泥地板看起來都很堅硬，但木質地板卻能提供較長的衝撞時間，使這兩種表面施加的力產生很大的差異。

【書籍資訊】
《觀念物理1》