最近剛考完段考,頭腦都昏昏的。
體育課老師敎打排球,講規則的時都沒什麼人在聽。老師說發球時必須站在發球線後(就是比排球場的框框後面),可不可以隔個一兩公尺?可以,你要7,8公尺也可以。老師突然問:可不可以在20公里外發球?答案是不違反規則,但是裁判不會讓你這樣發。
 
我就突然突發奇想….
最近物理學剛考完斜拋運動。現場腦中突然就開始畫線….
 
(
定義:
x^n = x的n次方,這樣才打的出來
Vo是出速度,剛開始的速度
V是末速,最後的速度
a是加速度,a=速度差/時間差
S是位移總和
t是經過時間
MKS制,皆以 秒-公尺單位
 
提供公式
<公式一> V =Vo     +  a*t
<公式二> S =Vo*t  +  (a*t^2)/2
)
 
如果不計空氣阻力或空中的障礙物(鳥、風、飛機、不明飛行物體…)。
要從20公里外打進來,最高點是飛行10公里的時候。
假設我們用最省力的方式打,就是仰角拋設45度角,則移動高度會是寬度的4倍
20/4=5,所以最高點是距地表5公里的高度。
如果要從5公里的高度掉下,以知水平拋射花的時間和自由落體一樣,帶入公式二,Vo=0
得延伸公式h=1/2  g*t^2,h是高度,g是重力加速度。設g=10   單位m/s^2
5km=1/2 *10 *t^2
5000*2=10*t^2
1000=t^2
t=根號1000=10跟號10,取根號10概數約為3.1623,所以從5公里個的地方落下要31.5秒左右
掉下來要31.5,丟上去當然也要31.5秒。所以總共63秒左右會橫越水平20km,垂直5km。
 
我們計算水平初速度,要在63橫越20000m,V=位移/時間=20000/63=317.4603….也就是秒速317.5公尺。(普通空氣中的音速是343 m/s,已經逼近了)也就是分速19047.6190…公尺。也就是時速1142857.142857(循環)公尺。也就是每小時1142.857142(循環)公里,大約是1143公里。
 
 
 
我來再來算垂直速度,使用公式一。V=Vo + a*t=0+g*t=10*(10根號10) 約=316.2278 m/s
其實他一定會跟水平速度差不多,因為我們設拋射仰角45度。
我們設水平速度=垂直末速度=317 m/s
317*根號2=448.3057………………………………你知道這代表什麼嗎?
只要時速超過1000公里後就達到"次音速階段",當瞬時速度高過每秒343m就在"穿音速",然後達到"超音速"的境界。
也就是說,在最省力的情況下,發球員必須在瞬間發出一顆超音速的球,打進20公里外一個9*9 m^2的對方場地。
 
代入牛頓力學公式f=ma,施力=質量*加速度。國際標準的排球重250~300g,設之為0.25kg,設球員接觸球的時間為0.1秒
f=ma=1/4 * 448/0.1 = 1120牛噸=114.2857公斤重。也就是說,接球的人承受114公斤接球,還要失額外的力改變球的方向。
 
這…………………………………….
嗯,或許只有超人特攻隊或是任天堂大亂鬥可以做到吧………
(恩,駭客任務一定可以)
 
物理學真是好玩阿…….想像一個球員接下一顆超音速球然後方圓兩公尺的塵土飛灰濺起,球員(這球員一定很重)把球剋殺。然後,裁判突然吹哨:排球必須將球打回去….
 
(這好像少林足球的劇情嘛……..)
 
 
 
天……..

4 thoughts on “

  1. 回下:
    比較大隻的手先被自科社借走了,當我去跟自科的同學問的時候你們就走掉了…
    這樣。

    本來就沒有要設計噁心阿….因為你們沒說…

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