慣性效應(yīng)
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來(lái)源：神奇的流體公眾號(hào) 作者：宮華勝 “胸口碎大石”作為雜技表演類(lèi)的節(jié)目，相信大家都有聽(tīng)說(shuō)甚至見(jiàn)過(guò)，那這種“神功”是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？下面從流體傳動(dòng)的角度來(lái)領(lǐng)略“胸口碎大石”的神奇。 原理解釋 對(duì)“胸口碎大石”的科學(xué)解釋有很多，其中比較典型的有兩種：慣性效應(yīng)和帕斯卡效應(yīng)，本文則從空氣彈簧效應(yīng)角度進(jìn)行解釋。 慣性效應(yīng) 由于石塊質(zhì)量很大，錘子很快砸下去時(shí)，慣性作用使得石塊的加速度很小，從而對(duì)人不會(huì)產(chǎn)生很大沖擊。該過(guò)程可通過(guò)牛頓第二定律理解： 當(dāng)錘子作用在石塊上的沖擊力F一定，石塊質(zhì)量m越大，石塊產(chǎn)生的加速度a越小，給人體帶來(lái)的沖擊也越小，從而使人不受傷害。 帕斯卡效應(yīng) 采用的石塊形狀一般為規(guī)整的長(zhǎng)方體，其與人體接觸的面積很大，由帕斯卡的壓強(qiáng)公式： 可知：當(dāng)力F一定，由于人與石塊接觸面積A很大，故作用在人體上的壓強(qiáng)P很小，即石塊與人體接觸的大面積會(huì)將錘子作用在石塊上的沖擊強(qiáng)度分散掉，進(jìn)而使人受到的損傷大大減弱。 本文則從流體傳動(dòng)中“流體彈簧效應(yīng)”的角度來(lái)分析“胸口碎大石”的原理。 空氣彈簧效應(yīng) 以封閉流體腔為例，假定流體為可壓縮性的，在一定頻率范圍內(nèi)（高頻或高速?zèng)_擊），流體腔對(duì)外力的響應(yīng)特性中反映出一種“流體彈簧”的存在，即流體具有了類(lèi)似于彈簧的屬性，這種彈簧稱(chēng)為“流體彈簧”。 所形成“流體彈簧”的剛度是被壓縮流體所產(chǎn)生的復(fù)位力與活塞的位移的比值，可理解為流體傳動(dòng)中的“胡克定律”（F=k·△x）。流體彈簧剛度k的公式定義為： 其中，V為流體腔體積，β為流體彈性模量（可視為定值），A為活塞有效作用面積（可視為定值）。 然而，值得注意的是：“流體彈簧”只有在滿(mǎn)足一定激振頻率或沖擊的條件下才會(huì)形成，在平穩(wěn)壓縮或拉伸時(shí)“流體彈簧”是不存在的。 因此，基于“流體彈簧”動(dòng)態(tài)性的理解，對(duì)于“胸口碎大石”而言，只有將錘子迅速砸在石板上，即在很短的沖擊時(shí)間內(nèi)，胸腔中空氣由于來(lái)不及從口鼻排除，便形成了“空氣彈簧”（上述的“流體彈簧”），而正是由于“空氣彈簧”具有動(dòng)態(tài)剛度，身體才會(huì)被保護(hù)起來(lái)不被沖擊壓傷。 如何練成 講了那么多，那到底如何才能練成“胸口碎大石”的神功呢？ |
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來(lái)自： 火樹(shù)銀花5 > 《教育 思考》
