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柯南用滑板飛躍大樓,這是有可能的嗎?-《空想科學讀本 7》

210在《名偵探柯南》電影版裡,柯南曾為了拯救少年偵探團而用滑板從一棟大廈飛躍到另一棟。這有可能嗎?

故事的舞台是雙子高塔大廈。包括 75 層樓、高 319 公尺的 A 塔,以及 68 層樓、高 294 公尺的 B 塔。雖然在這種情形下通常是用「棟」字來形容,但因為名字是雙子「高塔」大廈,所以才用「塔」字。遣詞用字還真漂亮啊。

該佩服的還不是這裡。在 A 塔 75 層的宴會裡,從地下 4 樓到地上 40 樓遭到爆破,發生火災,所以不能朝樓下逃命。人們雖然急忙朝 60 層樓走,準備通過聯絡橋逃往 B 塔避難,但那裡也遭到破壞了,在 A 塔 60 層的聯絡橋前,少年偵探團的 4 個人被留了下來。

為了拯救他們,柯南同學用裝了渦輪引擎的滑板,從 B 塔的 60 層跳到 A 塔的60 層!雖然說是為了拯救朋友,但這需要多麼大的勇氣啊。

裝了渦輪引擎的滑板:是內藏渦輪引擎能自力行走的滑板。因為用太陽能,天黑就不能用了。

用滑板從一棟大廈跳到另一棟,這是聽了令人全身毛骨悚然的行為。筆者我每當去到高處,在手指尖開始覺得發冷的同時,頭腦也會自動的開始計算起來:要是從這裡摔下去會以多快的速度撞擊地面……

自動的開始計算起來:
只要將測得之高度以公尺計再乘以 20,取其平方根即可得出墜地速度為秒速幾公尺。若要換算為時速,只要再乘以 3.6 即可。

成功的訣竅何在?

75 層樓是 319 公尺,68 層樓是 294 公尺,那麼 60 層就是在地面上 262 公尺的高處了。由這麼高的地方摔下來,撞擊地面的時度是 258 公里。就和被新幹線列車正面撞上的情形差不多,嗚哇!快住手啊!試著計算一下柯南同學的情形吧。

更何況,根據劇中的說明,大廈之間的距離是 50 公尺。雖然柯南同學是從崩塌殘留的聯絡橋殘骸中跳到另一邊的殘骸上,但根據動畫畫面測定,兩座殘骸之間也有 13 公尺遠,相當於跳過一條 4 線道的馬路,是非比尋常的距離啊。而柯南同學可還要在地面上 262 公尺的高處進行此一行動呢。

雖然這精神力強韌到令人驚訝,但能否成功,還是取決於柯南同學的跳躍力及滑板的速度。

根據劇中的說明
在提案搭乘展示於第 70 層的汽車,飛跳到 B 塔最上層的泳池中時,登場人物的灰原哀就說明過了。她為了警告此舉的危險性而做出以下的計算:「從大廈飛出去的 車子一面會進行水平的等速運動,一面進行垂直的自由落體。大廈之間的距離為 50 公尺,落差為 20 公尺。落下所花的時間為落差 × 2 ÷ 重力加速度的平方根。因 此重力加速度為 9.80665 公尺/秒平方…… 2.0196 秒,大約 2 秒鐘。」啥?在如此緊急的狀況下還要採用如此嚴密的重力加速度數值,還要用那麼複雜的算法,外加以心算求出平方根?換做我的話,就把把重力加速度四捨五入直接當成 10了。前一個註釋之所以要乘 20,就是它的 2 倍的意思啦。用這方法,落差 × 2 ÷ 重力加速度 = 20 × 2 ÷ 10 = 4,所以平方根就是 2。反正既然最後都要四捨五入,我想這樣也行吧。可是還真不愧是偵探漫畫,才會冒出這種天才少女。

用滑板衝刺然後跳躍,柯南與他的滑板就會像【圖 1】那樣進行斜向拋射,以拋物線的軌跡飛行。跳出去時的斜向運動,是柯南同學與他的滑板原本水平方向的運動,加上基於跳躍所得到的與地面垂直的運動,兩者組合起來得出的。

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水平方向的速度在跳出去之後是一直保持不變的;垂直方向的速度則會因重力而逐漸減速,在抵達最高點時成為 0,之後開始朝向下加速。換句話說就是開始下墜,當下墜到原本起跳的高度時,如果在水平方向已經前進了 13 公尺,這大廈之間的跳躍就算成功了。

簡單的說,跳得越高,就有越多的時間可以前進,成功的機率也就越高。相反的,跳躍的高度不足,滑板的速度就得更快。

舉例來說,成年男性的垂直跳躍平均為 60 公分高,空中停留時間為 0.7 秒。若要在這段時間內前進 13 公尺,必須以67 公里的時速前進。然而若是有 1 公尺的跳躍能力,滯空時間就有 0.9 秒,滑板的前進速度只需要時速 52 公里。

那麼,柯南同學不要緊嗎?他可是因為喝了邪惡組織的藥而變成小學一年級生的身體了耶,似乎不能太期待他的跳躍力啊⋯⋯

真虧你還能平安無事

然而怎麼查都查不到小學一年級生垂直跳躍的紀錄,看來日本的教育單位似乎只有測量小學五年級生以上。

無可奈何,只好用推測的。小學五年級男生跑 50 公尺平均時間為 9.3 秒,垂直跳躍為 35.07 公分。垂直跳躍的高度應該與跑步速度的平方成正比。因為小學一年級男生跑 50 公尺是 11.7 秒,所以柯南同學的垂直跳躍若是與同年齡男生的平均高度相同,記錄為 22 公分!呃,這跳躍力還真微弱。

與跑步速度的平方成正比:
正確說來是與跳躍時離陸速度的平方成正比。離陸速度越快,在空中從上升到下降的時間也越久,外加因為速度更快,所以速度的影響是雙重的有利。離陸的速度取決與腳力,跑步的速度也取決於腳力,如果不計較個體對跳躍和短跑之間拿不拿手的問題,到頭來還是可以認為跳躍高度與跑步速度的平方成正比。

雖然說這幾乎是特快電車的速度,但因為柯南曾經用這滑板追逐過犯人的車輛,所以說不定真的能跑出此一速度。可是在故事中,柯南在大跳躍之後,滑板撞上了鋼筋而掉落,柯南也向前方摔了出去而在地上連滾好幾圈。這一來只好讓滑板的速度加快。只能跳 22 公分高,滯空時間只有 0.43 秒。要在這段時間內前進 13 公尺,需要時速 110 公里。

這太慘了!這就跟在高速公路上以時速 110 公里高速行駛的車上摔落到地上一樣啊。雖然柯南同學之後還能自己站起來,但看了只覺得真虧你還能平安無事。這名偵探的身體還真不是普通的強悍啊。

使用踢力增強鞋吧

筆者我正想著這到底是怎麼回事而注視著動畫畫面時,才發現到一件更恐怖的事。柯南同學的滯空時間長得令人驚訝。試著用碼表計算,長達 5 秒。

滯空時間長達 5 秒的跳躍,高度可是高達 31 公尺啊!只為了飛越 13 公尺的水平距離,卻要垂直跳到 31 公尺高【圖2】?柯南同學為何要跳這麼高啊?

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滑板也很奇怪。既然只要在 5 秒鐘內前進 13 公尺,僅需時速 9.4 公里。這是跑 50 公尺要花 19.2 秒的超低速,比小學一年級男生的 11.2 秒鐘還要慢!那這滑板根本就沒任何用處嘛?

不,為了滑板的名譽,也為了記錄此事,從畫面上看來,它似乎跑出了時速 40 公里。然而若是用這種速度助跑,再加上 31 公尺的跳躍高度,就會撞上對面大廈更高位置的牆啊!

越說越複雜了,冷靜下來想一想吧。能夠跳躍到 31 公尺高,只能想成是柯南同學穿了踢力增強鞋吧。既然如此,哪還需要用到滑板嘛?

踢力增強鞋:
能用電磁力刺激腿部穴道,使腿的肌力提高到極限的鞋。威力驚人,光是踢飛的空罐就曾將壞蛋打飛 3 公尺遠。350 毫升的鋁罐重量僅 16 公克,要用這麼輕的東西將一名身高 170 公分體重 70 公斤的人類打飛 3公尺遠,如果空罐是從下面 30 度角的位置打中,就必須用音速 61 倍踢出空罐才行。既然平常的柯南同學就能將 300 公克的少年用足球踢出時速 30 公里的速度,由此可見,這雙鞋能將踢擊力增強為原本的 1400 萬倍!

既然如此,他就算抱著步美,或乾脆連灰原哀也一起左擁右抱,也能夠咻的一跳就完成華麗的英雄救美啦。能夠垂直跳躍到 31 公尺高的人,立定跳遠應該能跳到 62 公尺。換句話說,13 公尺的距離根本是輕鬆愉快啦。此外,從剛才推測小學一年級生垂直跳高的公式反推,他跑 50 公尺只需要 0.99 秒啊。用這種速度全力奔跑起跳,可以創下 251 公尺的驚人紀錄啊!

教訓:偵探道具要因時因地而配合應用!

 

摘自《空想科學讀本 7》,由遠流出版。

關於作者

遠流出版

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