親子升學|速度愈快愈有感 體驗G-force威力

更新時間:00:00 2022-06-30
發佈時間:00:00 2022-06-30

一連多期談過運動科學後,今期筆者以最近大熱的電影作引子。關於空戰的電影《壯志凌雲:獨行俠》早前開始上映,大收旺場,可說是贏盡票房和口碑。片中主角是駕駛戰鬥機的機師,由於戰機的速度十分快,令機師需承受異常的重力。

電影《壯志凌雲:獨行俠》劇照。 (公關公司提供)
電影《壯志凌雲:獨行俠》劇照。 (公關公司提供)

 

重力隨速度增加提升
人們在地球表面正常走路和活動,會承受正常的地球重力,即是1G的重力(簡稱G-force)。當人們
處於不同高度時,地心吸力會發生很輕微的改變,但這種改變,只有在人們離開地球表面極遠時才感
覺到。但是,當人們不是處於靜止狀態,而是在移動(例如飛行),感受的重力就會產生變化。移動的速度愈快,人們感受到的重力改變便愈大。

一般來說,向上加速會令人感到愈大的重力,向下加速則感到較小的重力,但當速度比自由下墜更快,向下加速時人們亦會感到更大的重力。簡而言之,速度愈快,所感受的重力就愈大。

舉例說,大家坐過山車時,因座椅急速下跌,便令人們感到較小的重力;如果乘坐跳樓機,以接近自
由下墜的速度下降時,大家或恍如進入無重狀態,感受到異常的刺激感。

日本富士吉田巿的Moonsault Scramble,重力達6.2G。
日本富士吉田巿的Moonsault Scramble,重力達6.2G。

 

人體承受有極限
那麼,不同過山車的重力究竟有多大?一般過山車可能介乎2G至3G之間,但有個別的極限過山車竟超過6G之多,如南非約翰內斯堡Tower of Terror達6.3G、日本富士吉田巿Moonsault Scramble達6.2G、美國德州阿靈頓Shock Wave為5.9G、鳳凰城Desert Storm達5.5G。這些過山車的俯衝速度驚人,乘坐者承受的G-force重力也甚驚人。

其實,常人能抵受的重力極限只約為4G至5G,而且只能承受極短暫的時間。因為當承受此重力時,
血液會因高壓而離開腦部流往身體其他部位,故承受壓力超過十秒者或會出現管道視覺(tunnel vision,即眼睛失去周邊影像),以及可能失去意識,所以玩極限過山車存在一定風險。

管道視覺 (tunnel vision)的影像。
管道視覺 (tunnel vision)的影像。

 

過山車帶來的震撼尚且如此,那麼坐在戰鬥機及火箭上,人們又會承受怎樣的重力?下期再談。

文:科學世界學術總監謝志庭