回"力拔山河"的問題

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留言者 黃福坤 於 October 31, 1997 at 13:27:57:

來信原文如下：
>Subject: I have a question?
>Date: Thu, 30 Oct 1997 21:29: 26 +0800
>From: "JACK(TAIWAN)"
>To:
>
>TO黃福坤教授；
>　　此次的"力拔山河"使人斷臂的原因為何呢 ?而且,在繩子斷掉的同時
>　　繩子突然釋放的力又有多大呢?還有在如此眾多民眾的拉力下,繩子所需承受的
>　　張力又有多大呢?AND我在報章雜誌上看到一篇描述說:<因為在如此強大的拉力下
>　　同時所產生的"反作用力"使得陳水扁市長在繩斷後,也感到"胸口不適 ">此段敘述
>　　是否正確呢?又其原因為何?
>　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高市道明高中學生　俊傑　　86/10/30

當我們施力於一物體時，由於想改變物體的運動狀態（或形狀）。
而物體想維持原有運動狀態（或形狀），因此產生一相同大小的 反作用力（反抗外力對它的作用）
當大家合力拉繩子時，每個人所受的『反作用力』也就是本身對繩子的『拉力』。
繩子不會特別『認人』，將所有人所施的力量特別轉移到特定的人身上。

當眾人在拉繩子時，由於繩子本身的延展性（猶如彈簧一般），
所施的力 F 乘以 伸長量 d 便是所儲存的能量。
而繩子所產生的張力，在還未斷掉前 便是眾人對繩子的拉『力』。
當繩子斷掉的同時，所儲存在繩子內的能量釋放成為動能（因為繩子想恢復成原來的形狀）。
這些動能使的繩子以高速度運動。
當繩子以極高的速度，打到手臂時，手臂與繩子接觸的地方會因為碰撞而獲得動量。
（而動量隨時間的變化便是力）。於是朝繩子原來運動方向飛奔而去，
但手臂未接觸到繩子的地方，由於『慣性』該部位並不會移動。
於是手臂接觸繩子的地方往前飛去，留下斷掉的手臂（以較小的速度離開身體）。
手臂飛出去的部位由於與附近身體組織間的結構，飛出去期間也會施加作用力於手臂上，
因此手臂也會運動但相對速度小很多。

並不適宜說 繩子斷掉時，釋放出多大的力。
所釋放的『能量』是一定的，這些能量使繩子與物體接觸時，所產生的力會因為物體的不同，(碰撞）
產生不同的『動量變化』，而有不同的『力』。

當繩子斷掉時，很多人因為拉繩子所施的力，突然失去繩子張力的平衡
（此時所拉繩子一端系統的合力便是眾人的拉力），於是讓眾人產生加速度
（上半身）向後方加速，又腳頂著地面，於是形成力矩而轉動（倒下）。
當倒下撞到地面時的碰撞又產生動量變化，便是所受到的撞擊力。
當身體外部撞到地面時，體內的內臟仍然繼續運動產生擠壓於又發生動量變化，便形成所謂內傷。

以上回答希望你滿意。
同時問你一個問題：

1. 甲乙兩人面對面各以F 的力拉著繩子時，繩子的張力是多少？
2. 若將繩子一端固定在牆上，甲以 F 的力拉繩子，此時繩子的張力又是多少？


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