喜欢看武侠电视剧和电影的同学可能会看到过一种场景,片中人物自己左脚踩右脚、右脚踩左脚然后整个人腾空而起。比较早出现这种功夫的应该是TVB张智霖版的射雕英雄传里的郭靖,他在掉落山崖时在半空中左脚踩右脚凌空逆转飞回山顶。
那么这种武功在现实中可能实现吗?有什么科学的解释?只要学过物理的人都知道,这显然是不可能的,这严重违反了物理定律。
在中学时我们就学过了牛顿的三大运动定律,其中牛顿第三运动定律是:当两个物体相互作用时,彼此施加于对方的力,其大小相等、方向相反。我们一般称这成对出现的力为“作用力和反作用力”。
这条物理定律能为我们解决很多奇怪的问题,比如人能不能扯着自己的头发把自己提起来,你还别说,我小时候看过一本书叫《吹牛大王》,里面的那个主角吹牛大王就说过一件事,他连人带马掉河里了,然后他自己扯在自己的头发把自己提起来提回了岸上。我那时上小学,没有物理知识,看着觉得这特么好像有点道理啊?为什么我就提不起来呢?……
还有下面这幅图估计很多人都看过:利用磁铁吸引的永动汽车。
这些奇奇怪怪的问题只要你一用牛三(牛顿第三运动定律)它就破了。所以我们下面来分析左脚踩右脚为什么不能上天。
根据牛顿第三运动定律,当人自己左脚用力向下蹬自己的右脚时,会同时产生两个相反的力,一个是左脚给右脚向下的作用力,与此同时,右脚也会给左脚一个向上的反作用力。这对作用力的大小相同,方向相反,然而左脚和右脚都是连在这个人的身体上的,当他的右脚受到左脚一个向下的力时,它会拖着他的身体向下运动;而同时它的左脚受到右脚的一个向上的反作用力时,它也会拖着他的身体向上运动,而一上一下的两个力是完全相等的,这就会使与它们相连着的身体重心保持原有的高度不变。
问题就是这么简单,不过虽然人的重心高度不变,但在左脚蹬右脚的过程中,人的身体姿态是会改变的。从上图的箭头可以看出来,实际是左脚蹬右脚时,这对作用力与反作用力的方向并非垂直于地面的,而它们作用到身体身体的部位也不在人体重心的垂线上,因此实际是当人在半空中进行左脚蹬右脚的动作时,人并不能腾空而起,但人体会发生倾斜。假如在空间站上进行这个动作,人很快就会发生倾斜。
左脚蹬右脚上天是武侠片的艺术创作,虽然能让人看得很爽,但那不是真实的。我们必须脚踏实地,当我们用脚蹬地面,给地球一个作用力,而地面则给我们一个反作用力,此时我们才能腾空而起暂时脱离地面,这就是物理,这才是科学。
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