英雄末路范家珲曾蜀童王恒月.ppt

现在插播新闻乱播,tv.mpeg,英雄末路,第一章 欧美英雄之伤,制作人:曾蜀童 王恒月 资料收集:陈盈羽,同学们常常在精彩的欧美电影中欲罢不能,但是,从神圣的物理学角度来看,其中的幻想情节漏洞百出,当我们的英雄在旧厂房、小广场、狭窄的公寓里被敌人拔枪怒射的时候，他总能灵巧地一晃躲过呼啸的子弹，然后再伺机反攻。 007 系列电影和谍影重重这样的动作片是这个场景的佼佼者，在黑客帝国中也有经典的吴宇森式火拼画面： 但躲子弹这么容易吗？下面我们以一把来复枪（.22 Rimfire T-Bolt Target/Varmint）为例，看看要快到什么程度才能躲过子弹。 假设英雄和敌人之间的距离 d 1 = 12m，就在子弹射出的一瞬间，他开始躲避。根据资料，上面这把来复枪的子弹速度是 V b = 370m/s。它走完这一段路程达到英雄的初始位置需要约 假设英雄为了确保躲开子弹，要在子弹射中身体之前至少移动 d 1 = 0.5m。他的速度只要超过最低速度 V h 便能躲开这枚可恶的子弹了。可以算出： 但是，博尔特的百米速度也只有 37km/h。,主角都能躲子弹,爆炸了，能跑开吗？,现在哪部大片还少得了壮观的爆炸场面？就像上面这幅剧照表现的那样，爆炸时主角一阵狂奔，“潇洒地”脱离了险境。实际上，在躲避爆炸的时候，看似危险的火苗实际上并不会烧到太远的地方， 真正危险的是 爆炸所产生的冲击波。 一般爆炸产生的冲击波分为两种，速度也有比较大的差异。第一种低速冲击波的速度和音速差不多，主要用于推动物体前进，就像枪支中的火药爆炸，推动子弹射出。另一种高速冲击波则快很多，最高能达到 v 2 =8000m/s 的速度。这种冲击波剧烈地压缩空气，使得爆炸中心附近的空气燃烧起来，所以如果能避开冲击波，火苗也就根本烧不到你。 冲击波的威力是会不断衰减的，面对一起破坏力较大的爆炸，我们假设至少要距离爆炸中心 d s = 50m 才能保证安全。不妨认为即使经过了激烈的飙车或打斗，主角依然能发挥出超越世界短跑冠军的水平，在相撞前 t 0 = 3s 发现苗头不对开始狂奔，只需要 5 秒便能顺利到达安全地带。不过对于冲击波来说，要扫荡到50m的范围，只需要 但这时候，我们的主角还狂奔在危险地带上呢。,跳水就不会死？,经常可以看到主角被一掌打下山崖，幸而下面是湖，于是大难不死。只要底下有片水，跳下去几乎就顺理成章。比如天使与魔鬼，几百米的高空上，汤姆汉克斯为了躲避爆炸奋不顾身地从直升机上跳了下来，落在了罗马的台伯河中，安全逃生。 看起来很帅，但问题是，它其实并没有那么安全。从高处落入水中，会对我们产生威胁的因素有 3 个： 表面的撞击力 水的深度 在水中的这段时间是否能保持闭气 首先我们来看看落入水中时产生的撞击力。如果一个人在没有降落伞的情况下从 600m 的高空跳下， 入水速度是 十分可怕的 160km/h，因为水是无法压缩的流体，在这个速度下去撞击水和撞到了一堵墙上没多大区别。另外，这个高度又不够高，降落伞不能完全起到作用，即便有降落伞入水速度也只是降到了 100km/h（不过它至少保证脚先入水，避免了关键部位与水碰撞）。,如果足够幸运，入水时没有造成致命伤，那需要水多深才不会撞到水底呢？考虑到大家入水的姿势以及速度大不相同，因此我们采用一个比较严格的标准： 一家网站 的研究数据表明，水的深度为起跳高度的两倍时就很安全了。普通的跨河大桥距离水面一般也有几十米高，比如悉尼海港大桥距离水面有 52.4 米，从桥上跳下来还希望不碰到河床，就需要近百米的水深，这个要求对于大部分河流来说已近很苛刻了，更别说从直升机上跳下来了。 退一步说，水深符合要求，比如跳进的是大海，那就可以了吗？也不行。这时会碰到第 3 个问题：跳进水里后（还不死）也未必能一口气浮起来。既然是逃生，我们当然不能在跳海时还带着氧气罐和脚蹼，因此这其实是一个自由潜水的活动。要知道人类的自由潜水深度纪录是威廉特卢布里奇在 2010 年 4 月 26 日创造的：116 米。在这个深度人的耳膜和肺部等器官都会受到十分强大的压迫，因此未经过专业训练的人根本不可能在这个深度自如地活动，要想一口气浮到表面更是困难重重。 所以如果汤姆汉克斯的物理学得不错，那么我想他一定不会愿意从直升机上跳下来的。,就是揍不死,有些动作明星我不说名字你也能想到，他们不管被怎么暴揍，最后也基本无恙。大帅哥布拉德皮特在搏击俱乐部中被打成猪头，依然只是留点血受点皮肉伤，马上就恢复了。 但是一个人真的能扛住这么多次击打吗？曼彻斯特大学对此有过专门的研究。 我们着重在这里考虑冲量造成的效果： 根据高速摄像机的拍摄记录，能测出一个拳击手的出拳速度可达到 v=14m/s，同时我们假设半只手臂以及拳头的重量在冲击的时候起了作用，考虑到暴奏主角的都是彪形大汉，因此设它们的质量为 m=3.5kg。受力时间比较难把握，如果打到坚硬的地方这个时间会比较的短，这里我们近似地取 t=0.01s。综合公式以及这些数据，能算出这样一记重拳的力量是 这个力度甚至可以打碎骨头！即便是一个瘦弱的男孩的出拳速度也有 6.7m/s，所以即便是普通一拳，根据公式可以计算出其力量是 如果狠狠的一拳没有打到你大大的肚腩而是敏感脆弱的颧骨上，那恐怕就要去看骨科医生了。更何况是一通暴奏甚至围殴,一根蜡烛点亮全世界,像夺宝奇兵这样的探险电影，山洞加火把是必不可少的元素，而在更秘密的场景中，主角往往也会提着一根蜡烛或者荧光灯棒偶尔还有把一跟荧光棒扔到黑漆漆的深渊下根据亮度估算深度的桥段，。但有过停电经历的人都知道，一根蜡烛往往连一个餐桌都照不全，在完全无光的洞中又能有多大作用？ 物理上用来计量光照强度的单位是勒克斯(LUX)，这个单位还有一个很有趣的名字：米烛光，意思是 1lux 的光亮程度大致相当于一根蜡烛在一米远处的亮度相当。想象一下，现在我们的手里拿着一根“标准蜡烛”，以这根蜡烛为球心，半径 1米的球面上某点的亮度就是1 lux。如果我们站在距离蜡烛 x 米远的位置呢？,一根蜡烛发出的光的总量是有限的，我们甚至可以计算出来： 以蜡烛的中心为球心，x米为半径的球面上的光照亮度为 假设这个山洞很小，半径只有 3m，那么我们手上的那根蜡烛照到墙壁上时只剩下 可见光量程度已经微乎其微了。数字可能不够直观，没关系，下面这个表展示了照亮一个日常生活场景所需的光照强度。,现在你应该很清楚了：为了让上面那个小山洞内能有客厅的亮度，我们手上至少要捧着 450 根蜡烛！,制作人：范家珲 策划：黄二月 夏雪霏,第二章 炮轰奥特曼打小怪兽,大千世界，千奇百怪，无奇不有。 无论是来自M78星云的奥特曼们，亦或 是拥有十万马力能够在谈笑间抹平山峰的铁 臂阿童木，还是那些有着怪名字给英雄当沙 包的怪物们，都在我们的脑海中留下过或多 或少的印象。 他们真的不一般啊，不一般啊,今天，我们就来说说日本人的好玩东西！,Part 1 怪物们伤不起,怪物界第一胖,看过奥特曼的同志们，不知你们是否还记得地底怪兽泰莱斯通和百万吨级怪兽斯凯顿？ 他们两个都是该系列中著名的重量级选手，两者身高都超过50米，体重更是在十万吨以上，天知道他们的躯体里面塞满了什么。 但是，他们都落败了，落败于一只小小小小鸟。,就是它，本性善良的利特拉！,说它小并不是没有根据的，这只小鸟仅仅只有五米长，翼展也就十五米。 而我国著名的第四代（欧美标准）战斗机歼-20虽说有20米长，主翼展也就13米左右，甚至比利特拉还要短上一些。,尺寸比完了，我们可以比比重量。 歼-20什么都不装，光是机体只有17吨，这是我国科研人员，尤其是成都的军工工作者努力的结果。利特拉的体积充其量有歼-20的一半，那么 利特拉什么都不带，官方资料给的是1.5万吨,也就是说，两者的比例图是这样的。利特拉有些先天畸形，不过没关系，这并不是主要的问题。,欧米嘎！,以身高来看，它的体重是理论值的4700倍！ 毫无疑问这不是任何生物能够承受的范围。 如果这一切都成立，那么利特拉的密度将达到金的250倍。金的密度是19.32克/立方厘米，那么怪鸟的密度将达到5000克/立方厘米 地球的密度为5.5克/立方厘米，如果利特拉飞累了想要歇歇脚，那么它立马就会深深沉入地底，然后呢，大家可以自行想象一下，我也不知道会发生什么。更何况，利特拉根本就不可能飞起来啊！ 至于利特拉的什么火焰冲击之类的技能，造成的巨大伤害果然是有根据的。如此大的密度，号称百万吨级招摇撞骗的泰莱斯通的斯凯顿，难道还不悔悟吗？,永远不要相信日本人的漫画,我在这里想说，斯凯顿其实也很牛的,如果像电视里面那样，斯凯顿从宇宙一头飞到地球不减速，那么它撞击地面时的威力就像这样,怪物界第一瘦,说完高密度，我们可以来谈谈某些可以媲美气球的家伙。 卡美拉，这个名字也许大家有些陌生，但实际上它是与大名鼎鼎的哥斯拉齐名的龟型大怪兽，换言之，它也大名鼎鼎。,不要被壮硕的身材欺骗。 这位小孩子的好朋友身高60米，体重只有80吨。而它的好朋友哥斯拉高60米时拥有完美的身材，体重有21500吨。,这是坑爹吗！？,算下来，卡美拉的密度在0.26克/立方厘米左右，而空气的密度在零度时约为1.3克/立方厘米，考虑到卡美拉通常出现在室温下，空气的密度还会略低一些，最终只有1.2克/立方厘米 无论怎么算，卡美拉都不会有机会脚踏实地地战斗了，他已经学会了人类花了几万年才学会的技能飞！ 当然，还有比它更轻的，卡美拉的死对头，超音波怪鸟卡欧斯拥有65米的身高，体重却只有25吨，就算它的横截面积要小许多，密度也只有0.14克/立方厘米。 我们看到的大怪兽空中战卡美拉对卡欧斯也将成为名副其实的空中战。两个像充气玩具一样的气球在天上飘来飘去互相对撞，好一番惬意场景。 而且，如果它们没有改变飞行方向的手段的话，可能要飞到一万五千米高空才有机会停下来,本来还想吼一声偶米嘎的，但是想来，我们已经可以淡定地看着两个百米气球在天上飘了。,Part 2 奥特曼 更伤不起,过肩摔很强大,享受过奥特曼过肩摔的怪兽不在少数，可见，过肩摔很强大。 但是这究竟能强大的什么地步呢？ 以红王为例（很可惜没能找到这个悲催怪兽的遗照），红王高45米，重两万吨，在电视节目中被奥特曼于一秒内丢翻在地。如果算上准备动作，有两秒。 奥特曼高40米，摔红王的时候红王重心会降低30米，画出一个大约60米的弧形，考虑到红王重达两万吨，这一摔起码消耗了400亿焦耳的能量，两秒钟的时间，那么功率约为200亿瓦特。,400亿焦耳，基本等于全日本年发电量的17%！,东电的老板只要把奥特曼六兄弟抓起来，就可以满足整个日本的发电需求。 话说福岛核电站泄漏这种事也就不会发生了吧？,强大归强大，至于后果,按照自然规律计算，能量的80%转换为地面摇动，15%用于发热，5%发声。那么，就有320亿焦耳的能量会用于地面摇晃，这相当于3.8级的地震。 看起来很小，但是，震源在哪里啊，在地面耶！ 过去从未发生过这样的事，也没法对照过去，不过可以肯定的是，辐射状冲击波会把周围的路人甲路人乙尽数吹飞，建筑也会纷纷垮塌，至于奥特曼自己，哼哼哼,当然，我们不能忘掉发热的那部分能量，60亿焦耳。如果红王的身体和绝大多数地球生物一样，大多数是水，那么这些能量只能让它整体升温0.07摄氏度。然而实际上，这60亿焦耳会瞬间作用于它的表皮，使其温度暴升400度。,最后，看似最少的5%能量转换为了声能。 接收到的声音分贝是由声源每秒产生的能量和声源至耳朵的距离决定的，红王从接触地面到发声经过了0.5秒，能量有20亿焦耳，那么也就是40亿焦耳/秒。 正常人类正常说话时发出的声能约为每秒十万分之1.3焦耳，听话人听到的声音应为60分贝，能量每进一位数，分贝增加10。红王着地时产生的声能进了14位，则同样距离一米将接收到205分贝的声音！ 这一摔，方圆五至六千米没有人还能站起来， 至于奥特曼？要知道，他的听力是普通人类的1000倍。205分贝已经足够秒杀普通人了，自然能够秒杀无数个奥特曼,我们还要首尾呼应,看过奥特曼的同学都知道奥特曼是怎么出现的。 对！从天而降！,倘若我们按照他从八千米高空进行自由落体来计算，并除去空气阻力，理论体重三万五千吨的奥特曼落地时会产生27500亿焦耳的能量，接近三兆亿。 按照上述数据，奥特曼的落地速度约为1.2马赫，也就是13