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【学术水贴】电影最后圣司载着阿雯爬坡的那一幕是否真实?

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事先声明:此贴纯属闲着无聊玩笑讨论,各位看官看着高兴就好




IP属地:北京1楼2017-01-25 04:22回复
    圣司最后载着阿雯冲刺爬坡,这一场景从力学角度来讲是否可行呢?本帖就此进行一些探究。
    由于本人远离高中物理已久,有些算法和原理可能有问题,也欢迎大家指正讨论
    首先先预设一些物理量:
    1,圣司体重?个人觉得大约在70Kg。目测圣司身高约178-183之间,电线杆大长腿,身材真心好啊
    2,阿雯体重?个人觉得大约在40Kg。阿雯的身高估计也就160左右,偏瘦,因此40Kg应该差不多。


    IP属地:北京2楼2017-01-25 04:26
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      3,那个坡道的坡度?本人从电影截图中测量了一下,嗯,大约18度。

      4, 圣司的自行车是个什么水平?同样的,从截图中我大概测量了一些自行车的参数。

      图中前面脚蹬子那个转盘中,长轴距:短轴距约为11:7 后面转盘轴距:车轮半径约为18:103


      IP属地:北京3楼2017-01-25 04:30
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        好了,在设定了基本参数之后,我们首先算一下这个自行车能提供多大的爬坡力。
        首先,我个人对骑车提供动力的原理是这样理解的,骑车者通过自身重力压在脚踏板上,带动前轴驱动,并通过链条带动后轴驱动,后轴带动车轮前进。在一般情况下,重力并不能全部发挥作用,因为人坐在坐垫上,手还扶着车把。但是在极端情况下,人的屁股离开座位,以使全身重力集中在踏板上,进而带来更大的动力。
        当然,这里只是简化了骑车人使劲的过程。实际情况应该更复杂,比如使劲的间隙人会将自身抬高,在使劲的时候通过自身重力下降带来的动量加大对脚踏板的施力。但是这个太麻烦了,就不继续深究了。
        模型简化后,可以得到一个公式:
        M圣司 * L1 / L2 = F车 * L4 / L3
        得出的结果是,自行车可提供约192N的动力。


        IP属地:北京4楼2017-01-25 04:40
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          知道了自行车可提供的动力后,我们把它放在斜坡上。如图,圣司提供的动力是唯一的爬坡力,与此同时,他却需要克服摩擦力和重力分力两个力。

          其中,F车上一楼我们已经算出来了,是192N。
          G =(M圣司 + M阿雯)* g = 1100N
          那么G1 = G * cos 18 = 1046N
          G2 = G * sin18 = 340N
          f = G1 * 摩擦系数(水泥路和橡胶轮胎的静摩擦系数一般取0.3)= 314N
          在算出这些数值后,我们可以看到,圣司提供了192N的爬坡力,却要克服共计340+314=654N的爬坡阻力,因因此,在没有初速度的情况下,圣司其实是不可能载着阿雯上坡的。
          唉,童话果然只是童话


          IP属地:北京5楼2017-01-25 04:53
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            但是,但是!
            圣司在上坡前自行车已经有一定的初速度,有了一定的速度上坡,是不是就够了呢?
            那么我们继续算下去。
            这里我们还需要两个量。一个是自行车上坡前的初速度,由于电影中,圣司上坡前,载着阿雯先从小路上拐了一个弯,并不是直直地冲上去,因此速度损失了不少,姑且给他算20KM/h吧,这已经算是比较快的速度了。另外一个量是自行车重量,姑且算10KG吧。
            好了,有了这两个量,我们就可以根据能量守恒定律算出他能爬多少的坡。
            初始动能+圣司骑车做功=动力势能+摩擦力损耗
            我们假设他爬了x米的坡,可以得到公式:
            0.5 * M (自行车,圣司和阿雯的总重量)* v2 + F车 * x = G * g * x * sin 18 + f * x
            最后算出来 x = 3.8 M
            也就是说,圣司载着阿雯在坡道上冲了3.8米之后,车速就降为零了。。。。

            电影中,圣司借着初速度至少爬了7,8米的坡,看来爱情的力量果然伟大啊,已经突破物理边界


            IP属地:北京6楼2017-01-25 05:05
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              这个贴子到这里,似乎已经完结,但是,我们不能因为说电影突破物理边界就否定爱情力量的伟大
              接下来其实还有一个可以算一算的地方,那就是:阿雯推着圣司能上坡吗?!



              IP属地:北京7楼2017-01-25 05:09
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                对于这个问题,我们直接使用第一个问题里得公式就可以了:
                G1 = G圣司和自行车 * cos 18 = 665N
                G2 = G圣司和自行车 * sin 18 = 216N
                f摩擦力 = G1 * 摩擦系数0.3 = 200N
                圣司提供的爬坡力依旧是F=192N
                而他需要克服的阻力一共是216N + 200N = 416N
                也就是说,阿雯需要给圣司提供至少416 - 192 = 224N 的推力!
                那么,阿雯究竟有这么大力气吗?(作为忠实侧粉,还是要相信爱情的力量啊


                IP属地:北京8楼2017-01-25 05:15
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                  从网上可以查到,一个普通正常人,能够提供大约200N到1000N不等的推力。因此,阿雯是有很大可能帮老司机圣司推车的(好污


                  直到最后这一刻,我终于还是相信了爱情(完)


                  IP属地:北京9楼2017-01-25 05:24
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