超凡蜘蛛丝

2014-08-20 11:25贝小戎
大众电影 2014年12期
关键词:蜘蛛丝空气阻力结实

贝小戎

在《纽约客》影评人安东尼·雷恩看来,蜘蛛侠一点都不超凡,他连洗衣机都不会用;影片的大部分时间,他都一脸茫然和彷徨;跟女友格温一起毕业,格温申请了赴牛津大学深造,去学分子生物学,而他却除了发呆就是无所事事地躺在床上;还有,他那么大了还跟姨妈住在一起—只有责任在召唤他时,他才会释放出内在的能量。

很显然,他的超凡仅在于—他能凭借蛛丝在高楼间来回穿梭,观众由此也得以鸟瞰一下高楼林立的城市。但是一个学过高中物理的人通过计算都能发现,实际上,他那样荡来荡去地做钟摆运动,其行进速度并不会比在地上跑更快:如果他用60米长的蜘蛛丝摆动,平均时速也只有大约30公里。那他为什么还是选择摆动而不是跑动呢?这当然是因为在高空摆动显得更酷。如果他在地上跑的话,围观的人会更多,可能还会有许多人找他签名。

全片中我最紧张的,都不是那些乱七八糟的别的蓄意为之的桥段,而是看到蜘蛛侠为了让他女朋友格温置身事外,用蜘蛛丝把她缠在了一辆汽车上。你想,这下格温如何才能脱身去帮她男友呢?还有谁能破解得了蜘蛛丝呢?没想到—格温拿出一把刀,三下五除二就把蜘蛛丝割断了,这真是令人又惊又喜。喜的是,格温真有办法,可以去跟蜘蛛侠并肩作战了。惊的是,万一敌人看到这一幕怎么办?他们会发现,原来蜘蛛丝这么容易就可以割断啊?坏人这下肯定会感到振奋。

也许有这种可能:蜘蛛丝很容易就能被割断,不等于它就不结实,它照样能够让蜘蛛侠在高楼间荡来荡去,能困住超级大坏蛋,甚至能吊住汽车。《舌尖上的中国》里说到,朝天椒的“辣度可以达到50万斯高维”。抗拉强度也有一个单位叫兆帕斯卡,即每平方米100万牛顿,蜘蛛丝的抗拉强度比钢高,达1.75兆帕斯卡,这意味着它横截面的每平方毫米可以承受178公斤的重量。一篇文章说:“真正的蜘蛛丝很结实,但很难让蜘蛛吐出足够多的丝。因为蜘蛛会吃同类,也很难把它们放在一起。科学家就把蜘蛛的基因植入了蚕中。这种蚕的丝可以用在手术中,制成更结实的缝线。”

蜘蛛侠要想发挥其超能力,并不是只拥有蜘蛛的基因就够了,无论是飞升还是俯冲,这中间都涉及许多物理问题,如摆动的角度、发射蜘蛛丝的初始速度、蜘蛛丝遇到的空气阻力等等。所以除了有时候需要学习电容等新知识,他肯定需要敏锐的头脑、反复的练习。

美国《连线》杂志对蜘蛛丝背后的物理学做了一番计算。蜘蛛侠要想用蜘蛛丝抓住一辆掉下来的汽车,他的蜘蛛丝得有多粗?假如车身重2000公斤,只有一秒钟它就会掉到地上,那么蜘蛛丝需要能够承受39200牛顿的力量。假如蜘蛛丝是半径1毫米的圆柱体,如果它的材质是钢,能够承受6503牛顿,如果是尼龙的,只能承受235牛顿,如果是蜘蛛丝,也只能够承受3142牛顿,所以它只能是碳纳米的。如果是钢的,其半径要达到2.5毫米。

如果是碳纳米的,蜘蛛侠要随身携带多少蜘蛛丝呢?碳纳米管的密度是每立方厘米0.55克。如果蜘蛛侠要在5到10层楼的高度之间荡来荡去,假设需要20米长、半径1毫米的蜘蛛丝,其体积将相当于3.2米长的铅笔。假设他需要50条这样的蜘蛛丝,他的手臂要有多粗才能装下这么多蜘蛛丝呢?答案是,半径9.6厘米,要比手臂高出7厘米。

而蜘蛛侠往高楼上扔蜘蛛丝的初始速度要达到多少,蜘蛛丝才能挂上去—答案在这里:假定是30米高的楼房,不计空气阻力的话,他的初始速度要达到每秒54公里。空气阻力的计算比较复杂,随着蜘蛛丝的上升,它的速度会变慢,遇到的空气阻力就会变小。忽略不计的话影响不是很大。

在影片的最后,蜘蛛侠要发射出蜘蛛丝,去抓住他下坠的女友。其初始速度如果是每秒40米的话,蜘蛛丝大概能伸到163米的下方。结果,格温大概下坠的高度超出了163米……请自行想像一下。

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