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飞跃大回环

有读者在马戏团里看过令人头晕目眩的自行车特技表演吗?特技车手骑着自行车,在一条回环的跑道上绕一整圈,他沿着跑道越升越高,身体也逐渐倒转。图37向我们展示了这个过程。车手从斜坡上冲下来,以很快的速度攀至跑道的顶端,头朝下骑完回环的跑道,然后安全地回到地面(这项特技由两位马戏团的特技车手约翰逊和诺伊赛特在1902年发明)。

图37 飞跃大回环(图中左下为计算图解)

观众们通常认为车手能表演这项令人惊叹连连的特技,是因为他们的技艺超乎寻常。但观众们也常常问道,是什么力量支持着这位大胆的车手,让他脑袋朝下却不会摔断脖子?有些多疑的观众甚至认为眼前发生的一切都是一场狡猾的诡计。但杂技表演中不可能出现任何超自然现象,我们完全可以用力学定律解释其中的奥秘。倘若我们在学校的物理实验室里,用一颗台球在迷你回环上做模拟实验,我们就会发现,这颗台球也能完美地穿过跑道。

发明了这项特技的车手诺伊赛特曾做过实验。他准备了一个重量等于他与自行车的重量之和的大铁球,他让铁球以同样的方式在跑道上滚动,以测试表演的安全性。在没有发生意外的情况下,他才进行了表演。

想必读者们已经猜到了,这项惊人的特技与旋转水桶的实验都基于相同的原理。若想要安全地通过回环跑道的顶端,车手必须达到足够的速度,而这个速度取决于车手出发的高度。因此这项表演并不是万无一失的,我们必须预先计算车手出发点的高度,如果数据不够精确,表演就有可能会变成一场事故。 PHuFGfHex3HFUIcpzD4z8QezC7v5FZdj2xzIvFtjuXuIwbilZu313k/r1tvrlibI

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