任飛
說起冷兵器排行榜,大家自然而然會(huì)想到十八般兵器。那么,誰是冷兵器速度之王呢?就讓數(shù)字告訴我們答案吧。
標(biāo)槍是以速度見長的一種冷兵器,它是古羅馬軍隊(duì)克敵制勝的利器,羅馬軍團(tuán)依靠它,打下了590多萬平方公里的土地,統(tǒng)治了1.2億人口。1984年,德意志民主共和國的標(biāo)槍運(yùn)動(dòng)員霍恩擲出了104.8米的世界紀(jì)錄,至今無人打破。接下來,我們計(jì)算一下標(biāo)槍的出手速度吧。
物理學(xué)告訴我們,由于地球引力影響,以45度角斜向上拋物,能夠拋出最遠(yuǎn)的距離。假設(shè)標(biāo)槍的出手速度為V,其垂直速度V×sin45°將影響標(biāo)槍的飛行時(shí)間,水平速度為V×cos45°。根據(jù)牛頓第二定律v=v0+at,可知其空中飛行時(shí)間t=2×V×sin45°/g,即0.14×V。在忽略空氣阻力的情況下,標(biāo)槍水平方向保持勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)公式s=vt,可得V=vs×g。將s=104.8米,重力加速度g=10米/平方秒代入,可知標(biāo)槍的最大出手速度為32.3米/秒。
我們?cè)賮砜纯匆运俣纫婇L的弓箭,據(jù)歷史學(xué)家考證,北宋的神臂弓、英格蘭的長弓都可以排在射程最遠(yuǎn)弓箭前列。其中,神臂弓射程可達(dá)370米,英格蘭長弓能達(dá)到360米以上。根據(jù)公式V=vs×g,可知箭的離弦速度V約為60.8米/秒。
接下來是弩,北宋時(shí)的三聯(lián)重弩,需要絞盤或者好幾個(gè)人才能拉得起,發(fā)射的飛矛可以插入青石城墻,用于攻城士兵攀援。據(jù)考證,其最大射程可達(dá)1500米,代入公式計(jì)算可知飛矛的離弦速度V為122.5米/秒。
那么,三聯(lián)重弩是不是冷兵器速度之王呢?答案是否定的。真正的速度之王,是一件比較冷門的兵器——長鞭。假設(shè)一根鞭子長4米,人掄鞭子的角速度為1轉(zhuǎn)/秒,那么鞭梢的速度為4米/秒,整條鞭子的平均速度V為2米/秒。看到這里,你肯定會(huì)哈哈大笑,速度這么慢,還想搶兵器譜速度之王寶座?
先別急,且看!如果掄鞭子的手突然停下來,會(huì)怎么樣呢?這時(shí)從握把開始,鞭子的所有環(huán)節(jié)都將逐節(jié)剎車,同時(shí)把自己的動(dòng)能傳遞給下一節(jié),最終使得整條鞭子的動(dòng)能都匯聚到鞭梢。假設(shè)鞭子質(zhì)量為10千克,鞭梢質(zhì)量僅為1克,可知鞭梢終極速度v=100×V,即200米/秒。這還僅僅只是手停下來,如果突然反向用力掄動(dòng),鞭梢速度將超過400米/秒,超過了340米/秒的音速,因而會(huì)發(fā)出“砰”的巨大音爆聲,摘得冷兵器中速度之王的桂冠當(dāng)之無愧。