從科學看「蜘蛛人攔地鐵」 英大學生:蛛絲確實夠強韌
蜘蛛人將蛛絲噴向兩旁大樓,以肉身阻擋失速的地鐵,儘管這幕看起來很扯,多數人仍會想說,「沒辦法,他是超級英雄嘛。」英國萊斯特大學3名物理系學生則抱持懷疑態度,嘗試從科學角度檢視它的可能性。
▼科學角度看「蜘蛛人攔地鐵」。(圖/取自dvice)
萊斯特的學生富有科學精神,先前曾計算蝙蝠俠滑翔翼的設計,推論出他會在落地時摔死。這次他們將列車型號、速度、煞車時間等全部考慮進去,最終得出一項結論:以地球現存蜘蛛的蛛絲強韌度,確實有可能提供足夠彈力。
不過有3點限制條件,使電影情節難以在現實中發生。首先,必須具備蜘蛛人的體能強度;其次,蛛絲要在極短時間內找到牢固的定點結成網;最後,即使是經過輻射異變的蜘蛛,依然無法展出超過5公分厚的蛛絲。
以下爲計算所需的數據:‧列車由4節R160型列車組成,每節最多承載246名乘客,總質量假定爲20萬公斤。‧列車全速行駛中,每小時可達88.5公里。這也代表蜘蛛人在結網攔車時,列車處於試圖加速的過程中。‧根據電影時間,蜘蛛人花50秒讓列車完全停止。由前述幾點條件得知,蜘蛛人的網可抵擋30萬牛頓的力。‧爲了停住列車,蜘蛛人總共射出6束蜘蛛絲,每束寬約5公分、長約15至18公分。‧已知列車速度、列車停下時間,可以計算出列車總行駛路程爲615公尺。‧列車停止後,並未受蛛絲反彈回去,表示蛛網還在彈性限度內。
萊斯特學生根據上列數據,建立一個楊氏彈性係數(Young's modulus),蜘蛛人的蛛絲爲3.12GPa(十億帕斯卡)、材料塑性爲每立方公尺500MJ(兆焦耳)。以彈力來說,蜘蛛人的蛛絲並不出色,因爲圓蛛科可結出楊氏係數達12Gpa的網;材料塑性就強了,比製作液體防彈衣的特殊纖維(約33MJ/m^3)強上十數倍,不過仍在全球最強韌蜘蛛絲的範圍內。