蜘蛛侠无疑是漫威最受欢迎的超级英雄之一。2002年《蜘蛛侠1》、2004年《蜘蛛侠2》、2007年《蜘蛛侠3》全球票房达25亿美元,在当时是最受欢迎的超级英雄电影。2012年的《超凡蜘蛛侠1》,2014年的《超凡蜘蛛侠2》,2017年的《蜘蛛侠.英雄归来》的票房收入同样赚得盆满钵满,由此可见小蜘蛛的受欢迎程度。
虽然是科幻电影,但电影来源于生活,那么,蜘蛛侠在高楼大厦间荡秋千符合力学原理吗?
如下图所示。
蜘蛛侠能够从手指间发出结实而有韧性的蜘蛛丝,在纽约市的高楼大厦间飞来荡去,在狭小空间内飞速潜行,在飞驰的车流中自由穿梭。蜘蛛侠在高楼之间摆荡时,运动轨迹是一个圆弧形,即使摆荡时速度大小不变,运动方向也不断变化,必须有外力作用。这个外力来自于蛛丝对他的拉力,拉力提供两方面的作用:
(1)支撑蜘蛛侠的体重,如果不摆荡,蛛丝保持他在垂直方向上的悬挂;
(2)使蜘蛛侠做圆周运动的向心力。他摆荡得越快,速度越大,或者圆弧半径越小,需要的向心力就越大。
假设蜘蛛侠像秋千一样从高处落下,他的手臂需要承受最大的拉力呢?最低位置时蜘蛛侠的速度最快,手臂受到的拉力也最大。蜘蛛侠从高楼跳下的过程中机械能守恒,假设他下落的高度为40米,则:
蜘蛛侠的手臂需要承受2250牛顿的力,这对于人类来说是个极限,但对具有超能量的蜘蛛侠不成问题。蛛丝比相同重量的钢丝绳坚韧5倍,比尼龙更加有弹性。
蛛丝由直径为十亿分之一米的坚硬细丝组成,细丝内部有细小充满液体的管道,受到冲击时将力分散到整根丝上。蛛丝具有极高的抗张强度,如果一根蛛丝的直径是1厘米的圆,它能够提起重达8吨的物体。
即使直径只有0.625厘米的蛛丝,也能够安全吊起27000牛顿的重物,远超过蜘蛛侠做向心运动和支持体重的2250牛顿!
看来,小蜘蛛除了人设接地气,其能力在物理学上也是比较接地气的,不像隔壁DC的超人那么不科学!
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以前大部分作品里并不符合,但越往后的作品会越注意这一问题,这一点可以看看几个系列的蜘蛛侠电影里荡蛛丝的变化。
蜘蛛侠吐槽美队盾牌不符合物理,但他自己荡蛛丝这一点没比美队盾牌科学到哪里,我们只能将这些认定为超英的特殊超能力。