大家经常说“我要飞刀了~~”,转一篇飞刀宝典之《飞刀原理》

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飞刀宝典之“飞刀原理”
作者:老秋 于 2000年 6月 21日 14:49:31 发送:
第一章 投掷的物理学
投掷到空中的篮球将沿一条光滑的曲线飞行。而投掷到空中的飞刀看起来似乎做不规则的旋 转和摆动。
刀子的运动既非不规则,也不是摆动,它围绕质心旋转。飞刀的质心(CM)是刀子上的一点。围绕该点的质量几乎是平均分布的。让刀子在铅笔或手指上保持平衡就可以找到质心。如图一所示,X标明了质心的位置。在描绘轨迹的图中飞刀和靶子的尺寸都进行了适当的夸大。“重心”比“质心”使用得更为普遍。二者有细微的差别。但是它们一般可以互换使用。
轨迹 以一定初速掷出的飞刀随后沿一条由重力及空气阻力决定的曲线飞行。掷出的飞刀可以看作抛射物,运动曲线叫轨迹。飞刀的轨迹并不取决于其重量。
在空气中运动,飞刀将空气推向两侧及前面。因此刀子的一部分动能传递给了空气,引起空气的混乱。空气阻力改变了飞刀的路径,是飞刀的运动轨迹更短。你释放飞刀时听到的嗖嗖声就是空气阻力所引起的。
飞刀手必须理解轨迹的三个方面。即:刀子的释放点到靶子间的水平距离,刀子从释放到击中靶子所需要的时间,刀子到地面的垂直距离。飞行时间是最重要的因素。在自卫的情况下,刀子必须在敌人做出逃避动作前击中他。
水平距离也很重要。在给定的距离时,你必须决定你是否仍然可以避免战斗。你也必须凭直觉判断敌人是否处于你有效的投掷范围之内。一旦决定投出飞刀,你必须准确命中。你必须将飞刀投掷到目标上选定的地方。如果你瞄准的是脸部,却命中了胃部,则造成的伤害要小得多。
垂直距离(y)、水平距离(r)、所需要的时间(t)三个量取决于飞刀的初速 (v0)和飞刀与水平方向的夹角(α)。
下面描述飞刀运动轨迹的方程没有经过严格的证明。
表示飞刀位置的坐标在图3中任何时候都用(x,y)表示。横坐标x、纵坐标y与时间t之间的关系如下:
x=(v0cosα) t
y=(v0inα)t-
因为飞刀必须在敌人逃走之前击中他,飞行时间必须越短越好。所有所需的时间必须小于或等于敌人的平均反应时间,即:投掷的时间+飞行的时间≤反应时间 。
如果敌人没有看到飞刀或飞刀在他能够做出反应之前已经出手,那么他能做出逃避动作的时间更小。
刀子飞行时间为:
t=x/v0 cosα
飞行距离x从12到17英尺(3.67M到5.18M)。在给定距离时为了使t的值更小,v0必须大。但是你投掷飞刀的速度有限制。假设你每次用最大的速度投掷,那么x/ v0是定值。
Cos0o=1,Cos90o=0,所以α增大,cosα减小。这使t增大。我们希望刀子尽可能快到达目标,所以飞刀要尽可能沿比较平的轨迹飞行,即α要小。
我们向靶子投掷飞刀并决定投掷的角度。
飞刀的y坐标为:
y=(v0sinα)t-
飞刀出手点和靶子在相同的高度,y=0,所以:
sinα=
时间t必须足够小并且比敌人的反应时间(RT)小。RT取0.2秒,速度取25m/s,sinα= =0.04
结果为:α=2.25o
所以,如果目标点和释放点在同一高度,刀子要在较小的角度2.25o出手。这意味着飞刀出手时你的食指要稍稍向上。
动能 旋转的刀子的运动可以看成是刀子质心的运动和围绕质心的旋转。所以,飞刀含向前运动的动能和旋转的动能。
动能的数学计算为:

这是假设刀子以点质量撞击时携带的能量。以25m/s投掷出的4.2盎司(120克)飞刀的动能为37.5焦耳。请注意击断臂骨所需的能量为18焦耳,空手道表演中击碎一块标准松木板所需的能量为64焦耳。
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2001-5-12 -05:00

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