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開弓沒有回頭箭 箭矢射出呈直線運動

記者 湯道舜 報導
發佈時間:2018/10/20 15:12
最後更新時間:2018/10/20 17:57

當箭矢從弓弩射出,箭矢會以直線運動的形式射向目標物,不過,在科學實驗中,當箭矢進入形狀不同的彎管中,不但會轉彎,還會從彎管的出口射中標靶。

示意圖/TVBS

 
先來看看這個畫面,大陸特警突擊隊員的警用弓弩神射手,能不能把點燃的蠟燭燭火射滅,然後精準命中箭靶靶心。

以正常放映速度再看一次,神射手果然名不虛傳。俗話說,開弓沒有回頭箭,指的是箭矢射出之後,在一定距離內會以直線運動,射中目標。現在出個題目,如果箭矢在特殊材料的彎管內,會是直線運動,還是會轉彎?即將展開的實驗,準備了U型、S型和螺旋型3種彎管一探究竟。

節目主持人尼格買提:「哇。」

 
先開始的U型管沒有問題,再來看看另外兩種彎管的實驗結果。

節目主持人撒貝寧:「喔。」

節目主持人尼格買提:「強有力的竄出了管道,但是我們來看一下,它已經深深的扎進了靶子裡,它已經擦著氣球的邊緣,扎進了靶子。」

節目主持人撒貝寧:「它跟管道有關係。」

節目主持人尼格買提:「彎管它的朝向是輕微向上的,(對),我們沒有辦法保證它,整個彎管它一定是,極其平整的去對中靶心,所以從它這個上翹的角度來看的話,它也幾乎只能射到這個區域裡。」

節目主持人尼格買提:「接下來我們要驗證第三個道具,螺旋型的彎管,好,李警官,你隨時可以開始。」

節目主持人撒貝寧:「準備見證最後一項。」

 
節目主持人撒貝寧:「有沒有。」

節目主持人尼格買提:「恭喜答對的朋友,三種管道我們都驗證成功了。」

難得一見的科學實驗,證明三種彎管都不成問題,關鍵來自於平行運動原理論。

中國科學院物理所研究員曹則賢:「在三種情況下,我們的弩都是從另一方面穿出的,說明這三種彎管相應的幾何尺寸,和我這個55釐米長的弩,它是匹配的既然我的弩,可以在彎管裡面前行這麼長的距離,它造成摩擦的主要的位置,在尾羽這個地方,成功的穿過了這個彎管的這個弩,其實它的尾羽都被撕掉了,這一個(支)箭,如果要堅持自己的方向,去移動的話,那麼這樣的平移,可能就會碰壁,對不對,那麼如果這個(支)箭,一邊挪動自己的位置,一邊始終在這一點上的切線方向的話,它就順著這個軌道,就能一直一直往前挪動,那麼這裡面就牽扯到一個,非常重要的概念,叫平行移動,平行移動的概念,就是微分幾何和廣義相對論的,關鍵概念。」

這個原理就類似於冬季運動裡的雙人雪車,在車體不發生彎曲的情況下,靠著運動員的姿態調整,確保平行移動不至於偏離,甚至偏出車道,同理可證,箭體在彎道裡,也是以相類似的運動,從彎管的出口穿出,同時命中標靶。

 
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#箭矢#弓弩#科學#彎管#標靶

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