正文

有“高空王子”之称的美籍加拿大人科克伦,曾于1995年10月28日上午,在毫无保护的情况下,手握10m长杆,头顶蓝天白云,足踏细细钢丝,居高临下375m,迎着瞿塘峡口的三级微风,健步跨越了640m宽的江面,成为从钢丝上跨越长江三峡的世界第一人。今年9月24日晚上,科克伦又轻轻踩上一根挂在上海浦东两幢大楼之间、高度为110m、长度为196.4m的钢丝,迎着每秒三到四米的东南风,稳步向前走去,18min后,顺利抵达终点。科克伦在如此危险的高空走钢丝之所以能获得成功,是因为他充分运用了力学原理。

他手里握着的那10m长杆是钛合金制成,重约250N,并用特制的背心使金属杆的重量均匀地分在两肩上。这10m的长度,这250N的重量,它包含着丰富的力学道理。

(1)金属杆的重量必须是科克伦能较轻松承受的重量。由惯性知识可知,物体的质量越大,其保持原有状态的惯性也越大。科克伦由于附加了金属杆,使得他的总质量增大,因而其惯性也随着增大,从而使科克伦保持平衡的稳定性增加了。

(2)由于附加了金属杆250N的重量,使科克伦对钢丝的正压力增大,据f=μN可知,科克伦脚下摩擦力也增加了许多。而科克伦正是利用脚下的摩擦力来精确调节自己重心的位置,使身体的重力垂直通过位于脚下的钢丝轴心(物体重力作用线通过支点时,其平衡状态最稳定)这额外增加的摩擦力大大增加了他调控自己重心位置的能力,并阻碍了他的身体左右方向的晃动。

(3)当金属杆横截面积一定时,由其长度的增加所决定的纵向截面积的增加,能加大空气对金属杆的阻力作用,而这种阻力作用使得科克伦沿钢丝绳前进时的平衡性得到了加强,并进一步阻止了他身体的左右晃动,这就是杆为什么有10m之长的科学道理。

(4)金属杆是科克伦应付紧急情况的护身符。如风力加大等偶然事件在途中出现,使身体重心偏向钢丝绳的一侧时,金属杆就变成了他的救命之杆。这时,他必须紧急启用又一力学原理:当作用在物体上的各个力对支点的合力矩为零时,该物体保持转动方面的平衡。这一原理说明的就是:当他身体重心偏向一侧时会有一个使身体绕钢丝绳翻转的重力矩产生,这时若及时使长杆在水平方向向另一侧移动,就可产生另一个相反的重力矩来使身体保持平衡。

另外,科克伦那宽大飘逸的服装,他那特制的软底鞋,也极利于增加他身体的稳度。正是力学原理的熟练运用使得科克伦临危不惧,天堑变通途。


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