結帳
購物車有 0 項商品,共 0
天下文化首頁 主題 如果你在一部失控的車上,你會怎麼辦?
科學自然

發表日期

2018.11.27

關鍵字

科學自然
收藏文章 0

文章摘錄自

觀念物理1
「不論是棒球賽、打電動或是團體遊戲,若你不了解規則,任何遊戲都無趣。你會錯過別人享受到的樂趣,就像一...
定價 500
優惠價 85折,425
$500 85$425
書到通知我

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》

相關書籍

書到通知我

請輸入您的 Email 作為書到通知的信箱