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这架蹦床是否违反了物理定律?

探索蹦床的能量守恒是如何运作的,以及在高跳和技巧中能量损失的挑战。

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上周晚些时候,我偶然看到一段精彩的视频,视频中一个人表现得非常出色:http://www.youtube.com/watch?v=BZwNLWgsUMg 视频展示了 Christophe Hamel 在墙壁上跳跃/坠落/飞驰,然后落地在蹦床上,再反弹到墙壁顶部——有时甚至以倒立的姿势落地,以防你不觉得足够令人印象深刻 [见 1:50+]。看到这个视频时,我第一个念头是“他妈妈看着肯定很担心”。我的第二个念头是,“蹦床真的能如此好地守恒能量吗?” 问题在于。在入门物理学中,你会学到当一个物体在引力场中下落时,它会将引力势能转化为动能(即,下落,速度变快)。如果同一个物体然后反弹,它会做相反的事情。要回到相同的高度,物体不能损失任何能量——不能有能量因空气阻力或物体内部运动而损失。然而,在我们现实世界的几乎所有经验中,我们都知道这种完美的能量守恒并不存在,这导致了以下情况:

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如果你说的是一个弹跳的球,并且在弹跳过程中损失了一些能量来形变球,那没关系。但是,如果你从两层楼的高度摔下来,并试图弹回相同的高度,那么你就必须尽可能地守恒每一丝能量。我花了比我承认的要多得多的时间来观看这个家伙,试图弄清楚蹦床在不损失大量能量的情况下改变一个人方向的效率到底有多高。我认为,初步来看,是的,它们必须是。起初我以为他可能在回转时从肌肉中提取能量,但他在大多数技巧中,几乎是“死落”在蜷缩的背上,而不是用腿发力。我的第二个想法是,也许他从初始旋转中提取了能量,但在许多技巧中,他回来时的旋转比离开时更多(尽管通常是更紧密的蜷缩,所以不清楚角动量实际上发生了什么——也就是说,我看过,但没有做过数学计算)。唯一让我相信他没有隐形喷气背包的是,他并没有 *真正* 回到相同的高度。他的脚做到了(最终),但他通常从高站姿开始技巧,经常手臂垂直伸展,或者通过跳跃来获得额外的 [高度]。然后,当他回来时,他经常处于蜷缩或俯冲的姿势,这样他的质心确实比起飞时低(尽管必须承认,也低不了多少!)。这里有两个来自视频开头的例子,起飞在左边,返回在右边:

还有另一个展示额外垂直起飞的例子(由于透视关系,在静态图像中有点难看清楚,但在视频中他向上跳跃得很清楚):

我松了一口气,能量守恒定律依然存在,尽管这个人非常巧妙地试图打破它。

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