“神力”揭秘_神力股份

时间：2019-01-12 03:19:50　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　19世纪初，法国著名科幻小说家儒勒・凡尔纳曾在他的著作《马蒂斯・桑多尔夫》中，描写过一个大力士马蒂夫施展神力的惊险片段：　　人们急不可待地观看重达50吨的“特拉波科罗”号从船坞里下水。
　　只听“呼”的一声，香槟酒瓶撞在船头上，酒沫飞溅，船工们已经砍断缆索，庞大的“特拉波科罗”号立即沿滑架向水中滑去。
　　突然岸上的人们惊叫起来，因为一只急速驶来的快艇恰好在此时驶近船坞正前方，“特拉波科罗”号眼看就要和这艘小艇相撞，惨剧即将发生，后果不堪设想。
　　在这千钧一发的紧急关头，只见身高体壮膀大腰圆的马蒂夫一个箭步冲到船跟前，抓住拴在船头的缆索，在埋入地面的铁桩上绕了几圈，然后竭尽全力紧紧拉住铁桩上的缆索，几乎把身子弯得接近地面，他冒着被甩死的危险，用超人的力气争取到大约10秒钟的时间，这已经足够，当缆绳绷断大船入水时，快艇掠过脱险……
　　看上去，马蒂夫的果敢行为和天生神力确实令人敬佩和神往，可是，若从力学角度进行大致的数学计算，得出的科学结论却与小说描写的意境相去甚远，而且有关大力士马蒂夫的渲染形象也会大打折扣，因为计算结果表明：任何一个能使出10千克力的人，哪怕是孩子，也能毫不费力地创造出文学描写中的这一“奇迹”，这其中真正起作用的是被作者和观众忽视的摩擦力，这里需要向大家介绍相关的知识背景。
　　18世纪的伟大数学家、力学家欧拉，曾经对此类问题进行了专门研究，并提出了皮带理论：缠在桩上的绳索在滑动的时候，摩擦力可以达到极大的限度，简单地说，绳索绕的圈数越多，摩擦力也就越大，摩擦力增长的规律是：“如果圈数按照算术级数增加，摩擦力就按照几何级数增长，”这个理论可以解释日常生活中的许多现象，比如牧民拴马只把缰绳套在拴桩上简单缠上三四圈，把缰绳的头轻轻地打个结就行，即使不打结，缠绕的缰绳也不会让马跑掉，这里拴住马的就是缰绳与木桩之间的摩擦力，欧拉还给出计算摩擦力的公式：
　　F=feka
　　其中F代表人们所要对抗的力(也就是希望绳索产生的摩擦力)，f代表人们应用的力，e代表常数2.71828…(自然对数的底)，k代表绳和桩子之间的摩擦系数，a代表绕转角，也就是绳索绕成的弧的长度跟弧度之比。
　　现在我们把这个公式应用在上面的文学故事中，这里，力F就是“特拉波科罗”沿着船坞滑下时对缆索的拉力，从小说描写中可知，船的质量是50吨，因为放在有坡度的船坞上，所以作用在缆索上的力F就不是船的全重，假定船坞的坡度是1／10，那么这个力F只有相当于5吨物体的重力；再把k的数值算做1／3；如果假定马蒂夫是把缆索绕桩三圈，则a=6x，那么把这些条件数值代入欧拉的公式中，有
　　5000=f×2.726π×1／3
　　利用对数可以求出马蒂夫需要付出的拉力f约为9.3千克力，这不超过10千克力的力气，是正常人都能拥有的，所以要拉住“特拉波科罗”完全不需要马蒂夫是大力士的前提。
　　而事实上再进一步考虑，马蒂夫拉住船所用的拉力，实际上比这个数值还要小，因为古时候用来系船的是麻绳和木桩，在这两种东西之间，摩擦系数k比上面我们假定的1／3更大，所以所需要的f更小，小到就是力气不大的孩子也能做到，当然前提是，绳索要够牢固，吃得住船的拉力，怎么样，这样的结果是不是出人意料?这充分说明，科学的力量可比儒勒・凡尔纳小说里的大力士的力量大得多哟。

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