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「我禿了,也變強了」從埼玉、殺老師到克林,為何超強的他們都是光頭?--《物理雙月刊》

  • 文/關旭佑

(這篇文不是用來戰強弱的) 「我禿了,也變強了。」動漫裡好多戰鬥力破表的角色,他們的頭髮就像變了心的女友一樣回不來了。為什麼變強就要掉頭髮?我們試著用物理的角度來看看原因吧!

一開始先來分析一下絕對最強,有問題打一拳就能搞定的埼玉老師吧。

圖/IMDb

一拳超人動畫中,埼玉老師每天堅持做高強度(?)訓練,終於在一年半後變得最強 (但也禿了),如果不考慮生理方面,物理的原因也許可以從動畫最後一集看出來,在最後一集中,埼玉老師從月球蹲下用力一跳,動畫時間約 20 秒後就回到地球了。月球和地球的平均距離大概 38 萬公里,這樣的平均速度是每秒前進兩千萬公尺,大約是光速的 6%。

埼玉老師有說過自己不會飛(XD),所以看來他是沒有辦法在空無一物的宇宙中加速[1],那麼當他在月球蹲下用力到跳起的那一秒鐘,就讓埼玉老師加速到這樣的速度了。這樣子的平均加速度是非常大的,也就是兩千萬公尺/每平方秒。考慮牛頓運動定律:

F=ma  (合力=質量x加速度)

頭髮也必需受力,才會產生一樣的加速度跟上埼玉老師的動作。而一根頭髮能支撐的力量約 100 公克重,換算後是 1 牛頓的力,帶入上述的方程式後可算出頭髮質量要小於 50 微克,這大約是多長的頭髮的質量?答案是 5mm 左右[2],超過這個長度時,頭髮將會跟不上埼玉老師,因此會斷掉。所以如果為了執行正義,平常就這樣跳來跳去的話,結果就是頭髮直接掉光剩下沒幾根毛了。

圖/IMDb

好啦,的確頭上還有幾 mm 的的頭髮還不能算是光頭。而且你也會說大部分沒頭髮的動漫角色都沒有跳這麼快。不過,飛行速度超過音速可說是動漫裡的標準配備 (如速度有音速 20 倍的某老師[3])。

叫我嗎?圖 / IMDb

我們拿經典動漫七龍珠來當例子吧。七龍珠最強地球人戰士[4]克林應有 17 倍音速這麼快,又是個光頭,是個分析的好人選。17 倍音速飛行已經相當於火箭或是隕石從外太空進入大氣層的速度了。那麼物體以這樣的速度前進時,會對空氣進行急速的壓縮,這樣將使得溫度升高非常非常多(絕熱壓縮而溫度升高)。

進步號太空船的大氣層再突入,可以看到閃亮的電漿尾,圖/by NASA@wikipedia commons。

我們利用 NASA 所提供計算滯點[5]溫度的網頁[6]可計算出 17 倍音速時滯點的溫度居然有 13000 度 C!這樣的溫度頭髮會被燒光光,變成大光頭了。話說克林只要一段時間不修練,頭髮就會自己長回來了,但七龍珠超裡下決心再當武鬥家時就馬上理光頭髮,看來也是知道開始戰鬥後,頭髮一定會又被燒光啦 (是個當乒之前自己先理光頭的概念)。

最強地球人克林,是個光頭,但不戰鬥的時期會長頭髮 (阿特拉斯NEO最佳代言人),圖/by spadge6868@flickr。

嘴了這麼多,看來動畫裡的光頭佬多是厲害的角色這點還是有些根據的。

備註:

  1. 這裡沒有考慮月球與地球對埼玉老師的重力,因為造成的加速度相對來說很小。另外,因為勞倫茲因子只有 1.001 左右,所以也忽略狹義相對論的效應。
  2. 以一根頭髮的密度約 1.2g/cm3,粗細約 100um 來計算。
  3. 暗殺教室的殺老師,是個全身沒毛髮的奇怪生物。
  4. 克林的速度非常難估計,因為動畫中缺乏確定的已知距離與時間。此處是已克林的戰鬥力與孫悟空的戰鬥力比較出速度。孫悟空在戰鬥力 8000 時,約兩天內急飛回一百萬公里長的蛇道對戰達爾,這大概是 17 倍音速。而克林打弗利沙的時後戰鬥力 15000,速度上應不低於音速。而且克林與賽亞人一起行動時,也不會落隊,因此超音速應該是合理的。另外,達爾說賽亞人不長頭髮也不會掉髮,只是有 M 形禿。
  5. 滯點為空氣與克林的頭兩者相對速度為零的點。
    如圖藍色箭頭為頭前進的方向,黑色線條代表空氣的流向,紅色為滯
  6. https://www.grc.nasa.gov/WWW/BGH/stagtmp.html

 

 

本文摘自《物理雙月刊》39 卷 10 月號 ,更多文章請見物理雙月刊網站

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