
在开始阅读这篇文章之前,让我们先来看一个电影片段。
在电影《》中,有一个令人印象深刻的场景:史密斯将婴儿放在游乐场的旋转盘上,正当他想离开时,却有人持枪瞄准了婴儿。这时,史密斯拿起射击旋转盘的护栏,使得旋转盘开始转动,从而避免了杀手击中婴儿。
有些人可能会问,这个场景和头盔挡以及可能导致颈椎断裂的说法有什么关系呢?
实际上,在2011年的《流言终结者》第九季第一集中,主持人对这个电影片段进行了实验验证。他们首先测试了一个重达200多公斤的旋转盘,结果发现即使使用射击,也只能让转盘产生几毫米的位移。为了使其动起来,摄制组甚至使用了两把枪和一把.50口径连续射击。
这引发了对惯性的讨论。根据牛顿第一定律,即惯性定律,一个物体在不受外力作用的情况下会保持静止或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态。
在这个案例中,转盘是一个静止的物体。要使其转动起来,需要的外力作用。但转盘很重,而虽然速度很快但质量较轻。仅仅依靠一发的力量是无法让转盘立刻转动起来的。同样的道理,头盔也可以被视为一个静止的物体。要让头盔移动并导致颈椎骨折,必须有外力作用。
为了更形象地说明这一点,我们可以想象打台球的情景。当白球()被球杆(外力)撞击并运动,撞到黑球时,白球的运动状态会发生改变。这个力量会被传递给黑球。在台球的情况下,白球和黑球的质量是相当的,所以碰撞后黑球会以相近的速度运动。但在和头盔的情况下,两者的质量差异很大。
根据牛顿第三定律,我们可以计算出一发弹头质量为8克的9mm弹以350米/秒的速度击中一顶质量为1.3公斤的M1钢盔时,头盔的位移速度。在不考虑形变、头盔内衬悬挂吸收、跳弹损耗动能等因素的情况下,头盔的位移速度约为7.74公里/小时,这个速度相当于人们快步走的速度。
那么,当我们快步走时一头撞到电线杆上,会导致颈椎骨折吗?答案显然是否定的。同样地,头盔在受到冲击时产生的运动速度不足以导致颈椎骨折。头盔内部的内衬悬挂会进一步减缓运动,而要让脑袋后仰还需要头盔将力量传递给头部,这同样需要一定的加速度。经过计算,这个加速度远不足以导致颈椎骨折。
稍微回顾一下初中物理知识就可以知道,关于头盔挡会导致颈椎断裂的说法是不成立的。看来,我们的脑子确实是个好东西!
