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:
F=ma
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:
F=PA
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?!?br />
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,即流體具有了類似于彈簧的屬性,這種彈簧稱為“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:
k=A2·β/v
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?
從以上的分析可總結(jié)出實(shí)現(xiàn)“胸口碎大石”的兩個(gè)關(guān)鍵因素:錘擊時(shí)間短(沖擊)和胸腔中保留適量空氣。
也就是說(shuō),只要做到掄錘沖擊快(錘子與石頭接觸時(shí)間短)以及胸腔內(nèi)形成彈性剛度足夠大的空氣彈簧,便具備了“胸口碎大石”的基礎(chǔ)條件。當(dāng)然,要想最終完成,經(jīng)驗(yàn)積累和技巧掌握還是必不可少的。
如何有效減傷
想要有效防止或減小對(duì)人體的損傷,即胸腔要能夠產(chǎn)生足夠大的復(fù)位力來(lái)克服沖擊力,以至人體不被壓傷(通俗理解就是防止被壓扁),就需要增加胸腔中所形成的“空氣彈簧”的剛度。
從動(dòng)態(tài)彈簧剛度公式可看出,增加空氣彈簧剛度最直接有效的方法是減小胸腔體積V,即碎石前胸腔中盡量少吸入空氣?!?br />
另外,由于石頭、皮膚肌肉和胸腔共同組成了一個(gè)彈簧-質(zhì)量系統(tǒng),其中皮膚肌肉和胸腔體可視為兩個(gè)串聯(lián)的彈簧。因此,適當(dāng)繃緊腹、胸部肌肉也可增加所形成的等效彈簧的剛度,從而減緩人體所受沖擊。
好了,技巧和道理都講完了,請(qǐng)開始你的表演吧~