头顶飞坛-力学奥秘
大家都知道,一块小石头从高处落下,就可能打破头。那么一个杂技演员,为什么能用头顶住从高处落下的坛子,而不会受到伤害呢?
原来,当我们要接住一个从上面落下来的物体时,不但要受到物体本身的重力作用,还要承受一个缓冲力的作用。这个冲力的大小不是固定不变的,它跟物体的轻重和冲过来的速度有关,还与我们使它停止的快慢有关。物体重、速度大和停得快,都会使冲力加大。如果我们有办法使它慢慢地停下来,就能减小这种冲力。
你可以试一下。把一串钥匙向上抛到3~5米,等它落下来时,把手心摊平不动,任凭钥匙掉在手上,手心会感到很痛。如果我们密切注视着下落的钥匙,当钥匙快掉到手上时,手也顺势向下移动一小段距离,使钥匙慢慢地停在手中,手心就不感到怎么痛了。可见,用后一种办法去接钥匙,钥匙对手心的冲力小。我们称这种作用为缓冲作用。
现在再来看一看杂技演员是怎样表演顶坛的。
杂技演员表演顶坛时所用的坛子通常不过10多千克,要是把它顶在头上不动,也不算什么新鲜事儿,几乎人人做得到。如果把坛子抛上去,等它落下来再用头去接,一般人是难以承受的。
如果你仔细观察,会发现杂技演员在用头接坛的时候,他并不是站立着不动的,而总是先叉开两腿立好马步姿势,当坛落下刚刚碰到头顶时,他就立刻随着坛的下落向下蹲,这就和你用向下移动手的办法去接钥匙一样,头上受到的冲力就不会很大。如果坛从1米高落下,并使停止运动的时间延长到2秒左右,头上受到的冲力不过200牛顿。经过长期训练的人,完全能够承受这样大小的力。
可是,一般没有经过训练的人,仅懂得了道理,决不能冒冒失去地去试一试,那是很危险的!