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大误 · 神奇女侠绳子起飞原理

《神奇女侠1984》中女侠用绳子起飞的科学原理是什么?

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琉璃犀,不断求索ing
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咱们不来纠结戴安娜神的背景,来看看飞行的可能性。

无论是托尔还是戴安娜都是先将物体转动起来,再将物体甩飞带动自己飞行。那么我们将其简化为以下过程:

  • 转动物体至一定速度(储存动能)
  • 通过一定手段将转动完全转化为平动(不损失能量)。
  • 物体的力作用在人身上使得人获得一定速度(假设作用时间为 0,即不考虑重力势能的损耗,此时动量守恒)

对于戴安娜(Diana-d),假设其绳子能完全转成一条直线(实际上并不能),那么转动的模型可以简化为:

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那么假设端点的速度为

,那么此时所包含的能量为:

假设有一种神奇的操作能将整个绳子的转动转化为平动:

那么根据动量守恒,假设人的质量为

那么我们假设绳子的重量为 1Kg(这已经已经是非常重的绳子了),体重 60KG(对于戴安娜来说应该差不多…对于增肥成功的托尔来说就 hhh),绳子长度为 2m。如果人可以加速至 10m/s,那么绳子端点处的速度只需要达到:

才 1000m/s?好像并不是太快?但是你是用人手在转绳子,你此时手需要给予绳子的向心力为:

大约是 28 吨物体的重量,扔坦克干装甲车名不虚传。

对比托尔(Thor-t)抡锤子,其模型要稍微简单点,将锤子视作质点:

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由于其一直是质点运动,则转动速度必然等于平动速度:

此时假设锤子重 20KG,连接杆为 0.3m:

欸?只需要将锤子转到 40m/s 就可以了吗?我好像可以了!!!

但是此时你手需要多大的力来拽住锤子呢?

那么假如你的手的腕力和握力有 1000N(相当于拽住 100Kg 的物体,无情铁手),那么你转绳子可以让你用下面的速度飞一会:

如果你转锤子,那么:

0.94 还挺多的?但是由于手真实的转动要复杂得多,动量的作用过程中必定会有大量的能量耗散,而且还有重力在。你转个锤子,真的是转了个锤子。

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