@ 2015.02.01 , 10:49

WHAT IF: 拔河比赛

如果拔河比赛里两队人马力气够大,他们能把一条铁棍拉断吗?需要多少人?

——Markus Adnersen

几十号人吧,拉断半英寸(1.27厘米)粗的铁棍妥妥的。

拔河比赛中,对阵双方以相反的方向拉扯粗绳,规则简单,场面火爆,但这古老的游戏却有着非常血腥的历史。

我不是说当代拔河比赛有什么高深恐怖的历史和英雄故事(当然啦,拔河的历史确实非常古老,但我真不想花上几个小时去研读史书了,人类在这种事情上总是充满了创造力)。我想说的是,这项运动本身确实有点血腥,致死和致残的拔河比赛之多,绝对超过你的预期。因为人们总是高估了要扯断那根「粗大」的绳子需要的人数。

在这篇好看的文章里,近来已经发生过上百起拔河致重伤的事件,以及大量致死报告,大部分都是因为绳索突然断裂造成的。而且很多是学生们想要来个大的,搞一个世界纪录高兴高兴,结果就悲剧了。如果拔河的绳子遭受两头好几吨的拉力而突然断裂,反作用力可以,且一定会造成严重的人身伤害。

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这下没人敢组队玩了吧

在回答 Markus 的问题之前,我想谈谈拔河比赛里的物理问题。直觉里,拔河比赛中,力气较大的一方会赢。但实际情况未必如此。为了赢得比赛,你必须很好地处理和抵抗脚底滑动,你胳膊用劲的结果,其实就是把你的身子往前推。而地面滑动摩擦力的大小,又是和体重成正比的,所以,拔河比赛说粗暴点,就是比哪方体重大(专业拔河选手作战,讲究的是身体角度、步伐、掘地和欲擒故纵,拖垮对手的节奏)。世界上最□□的拔河队伍,也战不过一名6岁的小盆友和一大堆抓地力极好的袋装砖头。

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这项运动很快会被6岁小孩和一袋子板砖统治

所以,一帮拔河大汉,能输出多少力道?

这份2011年发表,关于免疫系统研究的论文,里面研究了几个身强力壮的拔河选手,测量他们的平均拉力(在学校的体育馆里就行),结果大概是102.5公斤,基本是他们体重的1.5倍。

生铁的最大抗拉强度大概是200MPa,所以我们可以用公式来计算拉断钢筋所需的人数:

所需人数=π×(14 英寸)2×200 MPa102.5 公斤/25 人

两队一共25人两队各25人的拉绳大汉,就能扯断一条半英寸粗的钢筋。扯断整一英寸(2.54厘米)粗的钢筋,需要101人(很多人比赛喜欢带着狗一起上,算了一下,30人类选手可以和101条斑点狗队伍 PK 一局),2英寸的需要400人。很难再拔比2英寸更粗的铁棍了,粗的实在握不住啊。

400人可能是「铁棍拔河比赛」的极限规模了。但是比铁结实的家伙咱还有对不对!很多钢就比生铁要结实嘛,起码能有10倍强度。工地上常见的螺纹钢筋,半英寸粗的要200号人才能扯断。如果是半英寸的高级别好钢(比如马氏体钢、贝氏体钢),或者凯夫拉(固体硅结晶)可以随便扛住500~800人的拉扯。

如果我们把研究对象限定为2英寸,最适合拿来拔河的粗细。则需要一万人才能扯断这样一条用凯夫拉材质制作的绳子(如果参赛者不够专业,这个数字还要加倍)。

如果我们用石墨烯,一种比已知任何材料最高强度,还高出10倍以上的材料来做一条绳子拔河,我们就可以放心大胆地唤来10万人参赛,所以这条比赛用绳可能会长达200英里(321.8公里),赛场可以从华盛顿排到纽约。

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我忽然对美国全国铁路客运公司的阿西乐特快列车的强度产生了好奇……

根据我们玩尼龙绳拔河比赛中的惨痛教训,当这条石墨烯绳子断裂的时候,将会造成无数选手和观众的巨大伤亡。而200英里的巨绳一断,绝对裂山碎地,截树削林,鞭塌无数高楼大厦。

总之,这种大型比赛最后定会造成选手和观众的巨大的伤亡……

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别散啊,我们来玩200000人的「蒙眼飞刀」嘛!

所以,活着就是胜利嘛……

本文译自 xkcd,由译者 Junius 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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