圖文版: http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=23713 手上有一份南一書局提供的補充教材 ＜科學遊戲 創意教學＞ 王德麟 編撰 裡面有一個力學遊戲【以一擋百】 內文如下 操作： 受試者面對牆壁站立，伸直手臂按住牆壁。 受試者身後站立數人並排成一縱列， 每個人皆以相同姿勢按住前面的人的肩膀。 後面這幾個人同時出力推前面的人， 想要壓扁面對牆壁的受試者，結果會...！？ 如圖： http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_1vs100_01.JPG 概念說明： 這個活動有趣之處，在於學生會直覺認為， 由多位同儕一起用力推一個人， 根本輕而易舉就可以將受試者壓在牆壁上。 但令人料想不到的是，不論後面的人如何用力向前推擠， 最後近牆壁的受試者還是不為所動，驚奇效果十足。 這是因為受試者所承受的力量僅來自於其身後那個人而已， 其他人的推力會受到接觸面上的反作用力而抵銷掉， 並不會向前傳遞到受試者身上。 可見受試者只需要承受身後那個人的力量， 只要力量不超過自己可以承受的範圍，就不必擔心被擠壓到牆邊。 應用發展： 既然用推的方式可行，是否也可用拉的方式呢？ 更可以引導學生近一步分析這個跟拔河有什麼不同？ ------------------------------------------------------------ 我的疑問： 我覺得這個遊戲似乎有些問題...(因為還不確定，所以沒找學生試過) 如果是真的，那又該如何解釋，群眾暴動時， 因為太多人推擠而造成的傷害呢？ 上面所描述的情況，應該是在講這種情況，如下圖： http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_1vs100_02.JPG 若有一外力Ｆ推擠由彈簧串聯的物體 當地板是光滑的時後，則每一段彈簧的推擠力皆為Ｆ 那就是這個遊戲想要描述的狀況... 推擠力並不會隨著人數而改變！ 但是真實情況並不是這樣吧！地板是有摩擦力的！ 所以我想，改成下面這個圖，或許會比較接近真實情況： http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_1vs100_03.JPG 當地板有摩擦時，人想往前堆東西，必須腳踢地板向後 所以本身承受地面對自己的摩擦力方向向前 由圖可以發現，平衡時，越靠近牆壁的人所承受的推力越大 所以，最靠近牆的彈簧，將會壓得最扁 這個結果，完全與上面的說明不同？！ 我在想，若真實操作時，真的看到靠牆的第一位沒被壓扁， 其實是另有原因的... 由上圖可以知道，平衡時，由左至右，推力將會越來越大 前提是，提供推力的人，必須每一位都可以承受的住，越來越大的推力 只要其中一位超過可承受的推力極限，平衡狀態將會被破壞 換個情況，若其中有一位發現推力已經達到自己可承受的極限， 那他就沒有餘力再施加額外的推力到下一位的身上 (此額外推力即上述人踢地板向後，而自己受向前的摩擦力) 也就是說，他光是撐住後面來的擠壓力，就快累死了，不能再增加推力 同樣的事也發生在後面的所有人身上，光是維持手臂伸直，就已經達極限 所以，達極限之後，一直到最靠近牆的那位，都還是維持相同的推力 (這裡假設每個人的極限都相同的情況，否則將會破壞平衡) 示意圖如下： http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/pics/8029_0_1vs100_04.JPG 所以這就可以解釋，為何發生暴動時，群眾的推擠可以造成嚴重的傷害 因為在混亂推擠時，誰會顧慮到前面的人能否承受推力 大家都往同一個方向推擠時，累加的推力，將會相當驚人 所以可以看到，大家都擠成一團，身體貼著身體， 如果此時前面有人跌倒，後面的人又變多擠上來，就可能會發生危險了... 至於改成用拉的方式，也可如上討論... 拉力也會累加(若有餘力增加額外拉力時才行) 直到累積達到極限之後，後面的人，都將承受相同的拉力了... (一樣假設每個人的極限都相同的情況，否則將會破壞平衡) 不過拔河的例子又不太一樣，因為每一個人都抓住同一條繩子， 所以所有人所施加的力，全都累積在那條繩子上... (而此遊戲的施力方式，則是施加在另一個人身上) (大家應該發現，拔河與上述遊戲的差別在哪了吧！:)) 此時就沒有所謂，累積的力量達到某人的極限力的情況， 因此繩子上的力量可以累積到很大很大！ 印象中，好幾年前有一個新聞，台灣某縣市舉辦拔河比賽， 有民眾將繩子纏繞在手上，意外發生時，連手都被拔斷了＠＠ 可見力量可以有多強大！ 至於推力可以累加的其他例子， 像是電影中，古代戰士用木樁衝撞城門 也就是類似拔河的系統，所有人的推力都累加在木樁上 因此可以產生巨大的破壞力！ 還有，划龍舟也是類似的例子，人越多，動作越一致，船的動力越大... 各位還有想到什麼例子嗎？:) 結論： 我覺得此實驗在人多時操作，還是有其危險性 如非大家玩的很客氣，否則要是亂推，肯定會有人受傷 至於原理，就像我上面說的，與每個人的極限承受力有關係... 而非像教材上所寫的，只是單純以作用力與反作用力的關係就可以說明 提出一些想法，與各位分享 如有錯誤，歡迎指正:) -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 163.27.14.60 ※ 編輯: alenbe 來自: 163.27.14.60 (09/21 13:08) ※ 編輯: alenbe 來自: 61.227.134.65 (09/22 20:57)