喜歡看武俠電視劇和電影的同學可能會看到過一種場景,片中人物自己左腳踩右腳、右腳踩左腳然后整個人騰空而起。比較早出現這種功夫的應該是TVB張智霖版的射雕英雄傳里的郭靖,他在掉落山崖時在半空中左腳踩右腳凌空逆轉飛回山頂。
那么這種武功在現實中可能實現嗎?有什么科學的解釋?只要學過物理的人都知道,這顯然是不可能的,這嚴重違反了物理定律。
作用力與反作用力
在中學時我們就學過了牛頓的三大運動定律,其中牛頓第三運動定律是:當兩個物體相互作用時,彼此施加于對方的力,其大小相等、方向相反。我們一般稱這成對出現的力為“作用力和反作用力”。
這條物理定律能為我們解決很多奇怪的問題,比如人能不能扯著自己的頭發把自己提起來,你還別說,我小時候看過一本書叫《吹牛大王》,里面的那個主角吹牛大王就說過一件事,他連人帶馬掉河里了,然后他自己扯在自己的頭發把自己提起來提回了岸上。我那時上小學,沒有物理知識,看著覺得這特么好像有點道理啊?為什么我就提不起來呢?……
還有下面這幅圖估計很多人都看過:利用磁鐵吸引的永動汽車。
這些奇奇怪怪的問題只要你一用牛三(牛頓第三運動定律)它就破了。所以我們下面來分析左腳踩右腳為什么不能上天。
左腳踩右腳為什么不能上天
根據牛頓第三運動定律,當人自己左腳用力向下蹬自己的右腳時,會同時產生兩個相反的力,一個是左腳給右腳向下的作用力,與此同時,右腳也會給左腳一個向上的反作用力。這對作用力的大小相同,方向相反,然而左腳和右腳都是連在這個人的身體上的,當他的右腳受到左腳一個向下的力時,它會拖著他的身體向下運動;而同時它的左腳受到右腳的一個向上的反作用力時,它也會拖著他的身體向上運動,而一上一下的兩個力是完全相等的,這就會使與它們相連著的身體重心保持原有的高度不變。
問題就是這么簡單,不過雖然人的重心高度不變,但在左腳蹬右腳的過程中,人的身體姿態是會改變的。從上圖的箭頭可以看出來,實際是左腳蹬右腳時,這對作用力與反作用力的方向并非垂直于地面的,而它們作用到身體身體的部位也不在人體重心的垂線上,因此實際是當人在半空中進行左腳蹬右腳的動作時,人并不能騰空而起,但人體會發生傾斜。假如在空間站上進行這個動作,人很快就會發生傾斜。
總結
左腳蹬右腳上天是武俠片的藝術創作,雖然能讓人看得很爽,但那不是真實的。我們必須腳踏實地,當我們用腳蹬地面,給地球一個作用力,而地面則給我們一個反作用力,此時我們才能騰空而起暫時脫離地面,這就是物理,這才是科學。
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