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刽子手的力学公式  

2011-11-30 12:42:13|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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       在使用绞刑的国度,刽子手是一种“专业”。该专业需要刽子手能准确目测囚犯的体重,然后选择合适的绞索长度,也就是囚犯下坠的距离。如果这个距离合适,则既可以让囚犯瞬间毙命(力道大得可以瞬间抻断囚犯颈椎神经中枢),也不至于力量过大以至于囚犯身首异处(脑袋被抻了下来!)。

       这个过程其实并不神秘,我们可以用非常简单的高中物理公式来揭秘。

公式1:
   F * t = m * (V2 - V1)  该公式表示物体的运动状态发生改变(在t时间内从速度V1变成V2)时,如果它的质量是m千克,那么物体所受之力为F。

这里V1表示囚犯下坠的终止时刻(即绳子即将抻直拉紧囚犯脖子的时刻),囚犯的下坠速度,这个我们接下来会去求。
V2是0,因为结局是囚犯身体已经停止下坠,静静地吊在那里。
t就是抻的那个瞬间的时间跨度,大约是0.1秒吧。m是体重不说了。
F就是我们要计算的最终目标。

      那么V1是多少呢?这要引入下一个公式

公式2:
    V1*V1 - V0*V0 = 2 * a * S   该公式表示,如果物体初始速度为V0,以a为加速度前进了距离S,那么此时物体的速度为V1

在这里,V0还是0,因为囚犯此时还站在绞刑台上;所谓加速度a,在这个情景下就是重力加速度g,数量近似是10;S就是刽子手的关键技术——下坠距离(或者绞索长度)。

       假设下坠距离为1.8米(为了计算方便),于是可以求出V1是6米/秒。

       再回到公式1,V1求出来了,如果t是0.1秒的话,囚犯体重是50千克的话,那么F=3000牛顿。这是个什么概念呢?这要引入另一个简单公式

公式3:F = m * a

      其实我们时刻受到一个重力加速度,即a=10。如果静止不动的话,一根维亚静静吊住囚犯,绳子受力为50*10=500牛顿的力。但是按照上面计算,经过下坠绳子受力是3000牛顿,等于6倍的囚犯体重!而且别忘了这3000是个合力,囚犯颈部瞬间不但受到向上的拉力,还要克服囚犯本身受到的自然重力。向上的力要减去向下的力才是F,那么这个合力,其实就是7倍的囚犯体重!想想吧,如果是原地静止地上吊,却一起捆着7个人!那颈椎岂不瞬间抻断!

       当然这个t只是估计的,需要经过真实数据采集才能确定

       那么需要多大的F才能确保是适中的,既不弄得身首异处,也会瞬间毙命呢,这就是法医学的秘密了,我估计还不得3~4倍体重呀。

       其实刽子手并不神秘,他只需要:
1)目测囚犯体重以确定m
2)了解绞索的品质,能较准确估计t。因为t跟F成反比,绞索越有弹性,t就会越大,则F越小;如果绞索很坚硬,受力时几乎没有形变(微小的拉伸),那么F会很大!
3)囚犯的体质影响了他(她)的脖子结实程度,如果体质较差(如年老),那么还需要减点下坠距离,以免脖子吃不消弄断了。如果是个特种兵特工啥的,年轻力壮,那得多下点量,以免囚犯当场死不了。

 

敬请期待春节年度巨献:2Kill4,佳片有约

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