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“力学跟体育” 之间也有很多关系！

我们“运动力学”里面 经常会看到

这样的一些 运动器材的分析、

运动项目、运动器材，

包括人的“生物力学”。

那么 这个图片显示的 就是窝纹高尔夫球，

它的飞的距离 甚至比这个光滑球 可以更远--

远到5倍以上！

里面有这个‘飞行阻力’的分析--

我们在“流体动力学”这一部分，

我们将会给予解释。

那么香蕉球--

足球运动里面踢香蕉球，

有些高手 能踢出很漂亮的香蕉球，

是怎么踢出来的？

这里面也有“流体力学”的知识，

包括‘层流、环流理论’

还有‘马格努斯效应’

我们将会在“流体力学”那一部分

给大家解释。

那么还有赛车，

我们看看赛车呢

它的结构前面都是很尖的--

‘前尖后粗’这样的一个设计，

有它的流体力学知识；

还有这个车体啊

运行的安全性、稳定性、

操控性的设计考虑；

而且呢 在赛车的起跑前

都要将车轮跟地面‘摩擦生烟’，

这都有一些“流体动力学”

和“静力学”的知识。

体育运动 里面 有力学的素养的知识，

大家也在平常运动的时候 也要知道一点、

掌握一点基本知识。

像：我们这个起跳、

人的动作、跑步、投篮 这些动作里面，

都牵扯到“生物力学”的一些基本概念...

像我们这个图片显示的：

人跑步 300公斤,

（比如 这样的脚上的作用力）

也就是3000牛顿啦；

那么 在这个 跳远的时候，

也会有450公斤的力；

还有这个 跳高--

跳高甚至达到600公斤的力；

投篮最高--

能达到12500牛顿！

(当然这是 假设人体重量是750牛顿--

也就大概是75公斤吧)

在体育运动的这个“生物力学”研究里面

有很多实验，

我们这里面 一些视频呢 来看看它的一些

可能的 进行的一些实验：

前面这个是 起跑动作--

起跑动作里面 测试人的

起跑的力量，

以及这个反映的速度，

旁边有些计算机电脑记录...

后面这些 有很多,

像这个枪声--

听到枪声以后 人的反应,

有些声波的接收的过程的反应;

还有这个 体操运动员的跳跃;

人体关节 有些什么样的“运动力学”知识。

接下来呢 我们”力学与这个 建筑、抗震”

都是有很大关系！

我们的 牵涉到“地质力学、建筑力学”

看看这个图片显示的是 我们 汶川地震、

唐山地震 (是78年7月28号)，

是我们国家两次最大的地震；

有些地震预测的问题、

建筑物抗震的问题、

还有救灾的问题，

这里面 都需要用到我们的一些力学知识，

关于地震这一部分 我们后面还会再

给大家做一些讲解 相关的知识。

那么 像这个 建筑 甚至反恐

都用到我们的力学知识，

大家知道 “美国911”--

911 这个双子塔，

世贸大厦，

双子塔这个视频呢 显示当时的

被受到恐怖分子的飞机的冲击--

横向的冲击，

造成了两座双子塔的坍塌！

那么 至于倒塌的原因，

后来从美国的一些调查报告--

大家看看：

可能 有不同的说法，

因为这个 双塔设计呢 本身呢

是能够承受大型飞机的撞击的；

火灾呢 其实当时也并不特别严重，

因为在有史记录以来火灾从来没有

引起高层楼倒塌。

而这个双塔呢 在撞击以后 起火以后，

几乎是近乎完美的垂直方式 坍塌下去...

那么这里面呢 根据一些记录、

这个有些目击者,

还有亲历者、逃生者、消防官员，

都在倒塌前 听到 建筑物里面呢

有自上而下的、连串的爆炸声，

还有这个 现场通话记录--

消防员听到有爆炸声

大概在 10到13 以及在24层，

而大火呢 只发生在78层；

在坍塌前呢 里面还有连续闪光！

有些 坍塌的这个录像 慢镜头 可以显示--

显示这个 逐步坍塌、

下方有不明的系列爆炸...

后面有一些 专家 对这个“塑性极限分析模型”

来研究，

采用这个模型来研究世贸大厦的倒塌原因，

还有一些“爆炸力学”的角度来分析--

分析这个撞击破坏。

结论呢 就是说：

“可能内部 预设置了

引起高温 导致钢铁融化的爆炸物，

被同时引爆以后燃烧的结果”

提示了 可能属于控制性的爆破，

像我们现在有些

定向爆破这些废弃的建筑物一样！

那么 当然这都是 没有官方证实过，

我们只是

从这个力学的角度来分析 坍塌的原因。

那么 是不是 可以怀疑 拉登基地组织

能够从容地安装那些炸药呢？

如果不是他们 那么会是谁

搞这种控制性的爆破呢？！

总的来说 我们的高层建筑

抗的横向冲击--

这个世贸大厦的这个 横向飞机冲击呢 是一个

比较典型的例子！

牵涉到我们的“建筑力学、结构力学”

关于高层建筑

还有这个防风、防震的设计，

尤其是风灾！

我们看到 这个浦江两岸

有很多高层建筑,

那么 可能 很多建筑都要采取

特定的 阻尼减震、抗震措施！

像: 这个图片显示的这个‘干摩擦阻尼器’

在很多建筑物上 有使用。

当然一方面牵涉“振动力学”，

一方面牵涉到“流体力学”--

我们风 本来就是一个流体。

这个图片是 金茂大厦--

420.5米 88层，

建筑设计呢 还曾经荣获

2011年“美国建筑师

学会室内建筑奖”。

高层建筑

如果比较密集的话，

那么 建筑与建筑之间 会有所谓的‘峡谷效应’，

像：这个浦东开发区，

高层建筑很多！

海风 如果在海边的话,

像: 这个通过 纽约的世贸双塔之间的狭窄风道,

风速 最高能达到 每小时120公里--

相当于12级的‘人造风’！

像: 上海徐家汇

多座超高层

（50层以上的建筑） 也会遇到同样的问题。

可以说是‘无风三尺浪’！

高层建筑的峡谷效应 不仅会

恶化局部的环境, 还会造成建筑物的振动,

严重影响建筑物的寿命,

需要采取减振措施。

这个视频呢

显示 这个建筑物有一些坍塌的问题--

从 设计不足 造成坍塌，

那么 还有后面有一些这个振动、

地震 造成坍塌问题，

我们在这里不再去播放了。

那么下面呢 我们的“力学跟航空、航天”

也是紧密联系的--

我们看到 这个中国的‘长征家族’火箭，

美国这个‘挑战者号航天飞机’--

设计 到发射 到飞行，

以及最后它的遇难，

这涉及到这个“喷流力学”。

我们这两个视频呢

展示一下这个‘挑战者号’发射的爆炸过程、

最后遇难了。

那么 下面这个视频呢 就是分析整个灾难的原因--

后来发现 航天飞机的外层局部

细微的隔热材料--

也就是隔热瓦啦，因为摩擦--

就是空气 高速飞行 在大气层里面

空气摩擦 造成的局部脱落，

造成了这么大的事故！

这是一个原因啦。

“材料科学” 还有“统计力学”--

我们这里说 提到“统计力学”，

是“航空航天力学”

飞行器安全设计的重要保证！

因为这个 统计学里面 有一个‘全面质量控制(TQC)’

这样的一些学问,

包括我们看看 整个这个航天飞机

它的材料、它的元器件,

包括各种部件,

整个都有 300多万个!

那么 统计学里面有一个‘6西格玛(σ)控制’的原理--

6个西格玛(σ)就是要求：我们每百万件的零部件

只允许3.5个这样的故障率！

我们这个航天飞机 零部件

包括一颗螺丝钉在内，

好几百万个！

所以这个 有一件 出了问题

就可能导致这个 全面的事故！

下面这个视频呢 展示的是 (那个)国际空间站,

大家知道 我们国家现在也在努力

制造我们自己的空间站。

这里面 也涉及到这个 太阳能电子板--

它的结构

伸展、控制、调整 姿态，

还有些 发动机喷流

对主体结构的姿态调整，

以及系统对接 这样的一些问题...

这里面有“运动学、结构力学...”等等

“力学跟能源”也有很紧密的联系:

我们这个 火力发电厂

如果经过火力发电厂的话，

看到一个个巨大的散热面，

都是这个 抛物面--

抛物面设计，

而且它的分布 很有讲究！

这个图片是 石油开采、勘探,

这里面 也有很多这个力学问题--

像这个：‘三次采油’的原理,

这里面除了“热力学”,

还有“地质力学...”等等这些力学问题。

下面这个图片呢 包括这个视频呢

是我们这个看到的 汽轮机--

大型的汽轮机，

气流推动 这些叶片

推动这个汽轮机旋转，

(大型汽轮机 有很多叶片)

那么这里面 是一个比较特别的环境--

就是汽轮机叶片 处在这个 高温、高压、高速--

我们叫‘三高’ 这样的流体里面，

对于材料的设计、

材料本身的 抗高温、抗高压、抗高速的

稳定性、寿命、疲劳、损伤，

都是涉及很多力学问题，

其中这个“流体力学、热力学...”

我们的 下面这个“力学跟国防”之间--

像：我们这个核电设计、核安全...

这个视频呢 大家看看 这个核反应堆的吊装过程。

核反应堆的最核心的部分 就是那个‘堆芯’，

这个力学设计 对这个‘元件盒’ 要求非常高！

我们知道 热核反应呢 会产生

更大量的热流、气体、高温、

高压、核辐射的作用--

增加了核辐射，

这个盒体可能在这种非常极端的环境里面，

容易产生变形！

会 导致 影响它的正常运行,

对这个盒体的壁厚、材质选择 都非常关键!

怎么能确保这个核反应堆的安全，

这是 涉及到很多力学知识，

包括“材料力学、流体力学...”等等。

下面这个图片呢 给大家看看

我们常常生活 要去游泳

大家知道 游泳池哪里最不安全？

(也是我们的一个小问题吧）

“流体力学”会给出答案的。

在这个图片里我们看到

今年 16年7月27号 一个男子跳水--

跳到游泳池里面 很快就消失了--

找不到人了！

其中 两个人 被吸入了

游泳池底部的排水管的那个地方，

好在后来救起来了，

看他身上有很多伤痕。

人在水里面 没有支撑的地方，

所以 很容易失去稳定性。

我们“力学跟人们的生活健康”有关系，

大家看看这个 我们平常用的、

知道那个医生用的听诊器，

它到底听到的什么？

还有我们的心血管、脑血管 疾病

为什么发病非常突然？

还有我们的 平常坐车、坐船--

‘晕船’到底是什么原因？

这里面都牵扯到“生物力学”和“振动力学”

“波动力学...”等等知识。

我们“力学跟环境”也非常有关系，

那么我们看 沙尘暴越来越多！

植树造林、防沙尘暴,

应该植什么样的树?

怎么样分布?

怎么样去最有效地 既减少成本

又能够提高这个 防沙尘暴的效率?

这里面 除了“气象动力学”以外,

还有这个“植物力学”,

都是我们的力学知识。

除了这个 自然科学以外、环境以外，

还有我们的“经济学”--

社会运行的经济学里面，

大家经常炒股的话，

我们 股票市场的

也有这样的“动力学的模型研究”，

涉及到“非线性动力学”。

我们看到有关的 这个图片呢 上证指数

它这个模型 看着像 水池子--

水池子不断注水和排水、

排出 这样的一个流动过程，

那么也有相关的文章，

这样 应用力学知识来分析这个上证指数，

甚至用‘混沌模型’来分析，

这样的文章有很多。

在这个亚洲金融风暴期间，

在整个这个 泰国、韩国、美国、中国这些

现在世界上的资金流动，

都是一个大系统！

我们可以采用这种‘连通器模型’--

流体力学里面的连通器模型来分析,

怎么去 控制每一个连通器的阀门?

我们中国控制得比较好--

不是简单地、自由地跟其他国家的资金

自由流通，

我们有一个 节流阀 在这里，

所以 当年我们的亚洲金融风暴呢 损失最小！

我们国家呢 起着一个

抑制 金融风暴的作用。

关于这个 市场里面

怎样用到我们的力学知识？

现在有专门的书--

《金融市场统计动力学》，

还有《市场动力学)》，

这个是一个德国人写的、美国人写的，

类似的专著还是比较多的。

资金流动的规律 以及它的调节，

用到我们 像这个：斯托克斯(Stoke's)的‘流体力学模型’，

还有相关的方程。

“力学在管理科学上”也是可以拿来用，

利用它 来进行 工业管理、

交通管理、社会管理，

像这个：工业里面的 产品、资源的流动规律，

交通里面的 人流与车流、配置、流动，

社会管理里面的 人口流动与贸易关系，

跟我们像：流体质点的运动规律一样,

可以进行这个流体力学的分析，

有关这方面 也有不少的文章--

大家看过吧

这个题目叫《经营管理科学的新支-

系统动力学》,

还有这个里面的一些内容就是

系统动力学模型 它的方程结构。

最后呢 这个“力学和我们人类的文学”也与很多关系--

我们为什么诗人喜欢这个用‘夜半钟声’？

我们看看这有一首诗--

大家耳熟能详的：

“月落乌啼霜满天，

江枫渔火对愁眠，

姑苏城外寒山寺，

夜半钟声到客船”

姑苏城就是 我们江苏的 苏州吧；

其他还有类似描写这个‘夜半钟声’的--

像：皇甫冉吧 写了一句话叫：

“秋深临水月，夜半隔山钟”

白居易的

“新秋松影下，半夜钟声后”

后面还有于鹄的

“遥听维山半夜钟”

还有那个“原复松窗半夜钟”

“未卧尝闻半夜钟”

“隔水悠悠半夜钟”

有很多这样的‘半夜钟’的描述。

为什么会‘夜半钟声’ 大家比较关注？

这里面牵涉到“声学”问题,

我们也会在相关的地方做一些解释。

那么 总的来说 我们力学 跟方方面面都有关系！

在人类的现代生活里面

发挥着巨大的作用!!!