明天就能用的科學知識!兩人一起提水桶的角度與力量分解、長時間吊單槓的秘訣
我是科學訓練師 桑子研。每一天都是場實驗!
想在拔河比賽中獲勝的姿勢、和朋友一起輕鬆搬重物的撇步、英雄在天上飛行的力量秘密…。其實這些問題的答案,都藏在物理學的「力的分解」這個概念裡頭。
一聽到「力的分解」,你可能會馬上聯想到向量或三角函數這些艱澀的詞彙,而感到有點卻步。但請放心!力的分解絕不只是實驗室裡才有的東西,而是充滿在我們日常生活中,一個非常貼近且有趣的現象。首先,讓我們從這個經驗開始看起吧。
兩個人一起拿真的會比較輕鬆嗎?從提水桶看物理學
一個人提著沉重的水桶,手臂會感到一股紮實的重量,很快就會累了吧。那麼,和朋友兩個人一起提的時候呢?是不是輕到讓你嚇一跳呢?這是因為原本作用在水桶上的一個重力(向下的力),「分解」成了兩人手臂上的力,因此每個人的負擔都減輕了。
接下來這點更有趣了。如果改變兩人之間的角度,手臂所承受的力量大小也會跟著改變。其實啊,兩個人分得越開、提桶子的角度越大,每個人手臂上所承受的力,甚至有可能比水桶本身的重量還要大!這感覺就像是有股看不見的力量在作怪呢。
挑戰單槓懸吊!哪種姿勢能撐得比較久?
再為各位介紹一個常見的實驗。就是公園裡的單槓。當你用「兩手靠攏的姿勢懸吊」,跟「兩手張開的姿勢懸吊」,你覺得哪種姿勢能撐得比較久呢?下次去公園時,請務必試試看。你一定會發現,雙手靠攏會比較輕鬆,也能撐得比較久。
這同樣與「力的分解」有關。當雙手張開時,除了支撐自己體重的力量外,還會產生一股額外、將手臂向外拉扯的力量。只要了解力的分解,就能更聰明地運用自己的身體,甚至超越極限呢。
「力的分解」到底是什麼?揭開魔法的真面目
那麼,這個像魔法一般的現象,「力的分解」究竟是什麼呢?你不需要想得太複雜。所謂的力的分解,就是「將一個力,分成多個不同方向的力」。你可以想像成,就像是讓一道光通過三稜鏡,將其分解成彩虹般的光線,是在分析一個力的「分量」。
在今天的課程中,我們將以這些日常中的例子為題材,透過影片和練習講義,徹底講解「力的分解」。為什麼力會分開,以及這些分解後的力的大小是如何決定的,你將能透過影片,以視覺化的方式來理解其原理。
物理學常被認為是「好像很難」,而讓人敬而遠之,但當你解開日常生活中「為什麼?」的謎團時,會像拼圖一塊塊拼起來一樣,感到樂趣無窮。透過這堂課,你願不願意來體驗物理學的樂趣,讓你看世界的眼光變得有些不同呢?