懂物理的再來看:為什麼鋼鐵人在《復仇者聯盟》拔不起索爾的錘子?

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有看過《復仇者聯盟 II-奧創紀元》的預告片嗎?

復仇者們正打算退居二線,好好休息一下,有什麼比喝點啤酒,玩一些舉起雷神索爾的槌子還更舒服的遊戲呢?當然,你可能也會猜到,雷神錘永遠只有值得拿起雷神錘的人才能駕馭它,而在電影中,便只有雷神索爾了。

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=viK5I5eYtbo[/youtube]

其實你可能還記得在 2012 年的復仇者聯盟中,綠巨人浩克試著拿起錘子的畫面。

Rhett Allain 對這個舉錘的場景,有特別深入的研究。預告片中,拿起雷神的遊戲,就如你期待的一樣,鋼鐵人 Tony Stark 鋼鐵人是第一個挑戰--失敗,接著他帶上他的鋼鐵人手套,但還是失敗,最後他得到一台具有鐵人般套裝的戰鬥機器(War Machine),他用這台機器加上手套一起試試。

根據電影,你應該會認為鋼鐵人 Tony Stark 是熟悉物理學的,電影版詮釋的他應當是個 Elon Musk(一個真正懂物理學的人),但事實上卻不是如此。

  • 鋼鐵人 Tony Stark 的舉錘策略出了什麼問題?

以下我們就來好好分析他的四種舉錘策略。

– 只用身體的力量。
– 用鋼鐵手套。
– 打開火箭推進氣的鋼鐵手套。
– 打開火箭推進氣的鋼鐵手套,再加上戰鬥機器幫忙。

當然,他沒辦法光靠人類的力量舉起來,因為他其實就跟一般人擁有一樣的力氣,但加上鋼鐵手套呢?我們假設鋼鐵人套裝只會給予具有超能力的人力氣(好像也真的是這樣),所以只用手套,其實是不會有幫助的。

在我們細看各個策略之前,我們必須先細看到底為什麼沒辦法舉起雷神錘,根據理論,因為這個錘子是超爆重,為了舉起它,必須要施一個向上的力,讓它可以超越在錘子上的重力,所以,結論應該是雷神索爾很壯,甚至比浩克壯?當然不是,這樣的解釋你我都會翻桌吧 … …

應該是錘子本身有一些可以改變自身重量的機制,它可以變重,讓別人無法舉起它,畢竟如果它真的是重到大家無法舉起來的話,那應該根本無法安穩的放在桌子上,所以 Rhett Allain 推論,這個錘子是可以改變它的質量的(或至少是它所受的重力)。

好,即便這個錘子很特別,但鋼鐵人 Tony Stark 的策略還是很奇怪,以下這張圖可以說明他在拉錘子的時候,受力狀況如何。

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這些就是所有錘子上所受的力,因為錘子是靜止的,所以所有的受力合力為零,這代表如果手套往上施了 100 牛頓的力,往下的重力有可能是 110 牛頓,而桌子往上拉 10 牛頓,所以這些垂直的力總和是零。

以上都很直觀也合理吧?現在來看看手套上的受力,基本上手套的重量因為很小,可以忽略不看。

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不管鋼鐵手套能幫上多少忙,最重要的還是鋼鐵人 Tony Stark 拉起手套的力量,事實上,手套並不會給予超強的力氣,它只是給一個強力的握把,具有功夫神力的握把。

如果鋼鐵人 Tony Stark 穿上整身鋼鐵人套裝,至少會是一個比較聰明的策略, 有了這套鋼鐵人套裝,套裝其他部分將能夠拉動手套,然而,還是存在一個問題,如果他用 5000 牛頓的力量舉起這個錘子,那麼錘子同樣也會施一個力在他身上(大家還記得牛頓第三定律嗎?力都是成對的哦!)。

這意味著,為了讓鋼鐵人套裝能夠保持完整,地板上還得作一個 5000 牛頓加上鋼鐵人重量的力,才能使得整個系統的力達到平衡,問題就來了,地板真的能支撐 5000 牛頓或是 50000 牛頓嗎?如果無法的話,地板將會破裂,所以,除非是錘子想被別人舉起,不然真的沒有人能夠合理的舉起它。

不過,鋼鐵人 Tony Stark 還有其他策略!

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用推進器來幫忙似乎是比較合理的點子,因為這樣就不是依賴鋼鐵人自身的力氣,而且這個推進器因為沒有直接接觸到地板,所以跟地板不會有力量的作用,但這麼小小的推進器,應該還是舉不起來雷神的錘子的,除非錘子甘願。

  • 所以到底鋼鐵人 Tony Stark 是怎麼了?

純粹用鋼鐵手套不大聰明,打開推進器只比較聰明個一丁點,但為何鋼鐵人 Tony Stark 會這樣做呢?以下是幾個可能的解釋:

– 鋼鐵人 Tony Stark 並不懂物理,這是最簡單的解釋了,然而,如果他不懂物理的話,為何可以做出整套鋼鐵人套裝呢?也許是電腦 Jarvis 製作了套裝,而電腦 Jarvis 則是由 S.H.I.E.L.D 和 Tony 的爸爸 (Howard Stark) 所完成的,當然,這絕對跟漫畫裡面的不一樣。

– 鋼鐵人 Tony Stark 喝醉了,不知道他在幹嘛,又或者是他正在吸食一些娛樂性藥物。

– 鋼鐵人 Tony Stark 知道只有夠格的人才能夠舉起雷神錘,而且他也知道自己不是那塊料,但表現出他很努力地使用鋼鐵手套(即便他知道自己會失敗),不穿整身的鋼鐵套裝,應該是為了帥帥的讓黑寡婦 (Black Widow) 可以看到這個認真的青年。

– 鋼鐵人 Tony Stark 其實超級聰明,事實上,他知道奧創 (Ultron) 即將突襲房間,而奧創很有可能現在正虎視眈眈地盯著他們,因此只用鋼鐵手套,裝做一付笨拙的樣子,可能可以達到欺敵,讓敵人以為自己是個蠢貨,我們通常稱這樣的行為叫做「詭計」。

不過,針對雷神索爾的錘子,還是有很多有趣的物理學問題可以探討,如果要追溯錘子的來源,據說是用星星的核心打造的,真的有可能嗎?如果是真的,那會是多重?這些都是蠻有趣的問題。

若大家看到這邊,真的有興趣的話,可以參考《Geek Physics》,裡面將有更多詳細的討論。

(資料來源:Wired;圖片來源:Wired, CC Licensed)



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