炮弹在出膛时经受了多大的压力
我们来看一个非常有趣的杂技，人们通常称它为“肉弹表演”，它的表演方式是这样的：将一个人放进炮膛里。从炮口把这个人发射出去。这个人在空中划出一道弧线，然后落到距离炮膛30米的一个网上，如 图 所示。
图 “肉弹表演”。
需要注意的是：这里提到的炮和发射都应该加上引号。其实，它们都不是真的炮，而且也不是真的发射。当表演这个杂技的时候，我们确实会看到炮口冒出一股浓烟，但实际情况是，人并不是真的被炮膛里的火药给轰出去的。这股浓烟只是为了营造更加逼真的效果。实际上，把人抛出去的是弹簧，在人被弹簧抛出去的同时，点燃事先放在炮口的可以释放浓烟的物品，于是我们就产生了错觉，好像这个人真的是从炮膛里发射出去的一样。
在 图 中，标出了这个杂技的一些数据。这些数据是著名的“肉弹表演”的表演者莱涅特做了大量实验后得到的：
●炮筒的倾斜度：70°。
●“肉弹表演”的表演者的飞行最大高度：19米。
●炮膛的长度：6米。
图 “肉弹表演”图解。
在表演这个杂技的时候，参与表演的人，也就是“肉弹”，会感受到一些奇怪的变化。在被发射的瞬间，他会感到身体被什么东西压住了一样，好像自己的体重一下子增加了。从炮膛里发射出去后，他会感觉好像没有了任何体重。最后，当落到网上的瞬间，他又感觉自己的体重猛然增加了很多。对于参与者来说，所有的这些感觉并不会对他的身体健康造成什么危害，完全在他的承受范围内。需要指出的是，对于宇航员来说，也会体会到这种感觉。所以，从某种意义上来说，对这一情形的研究是非常有意义的。
我们知道，宇宙飞船也是靠发动机升上空中的。在飞船没有达到一定速度之前，飞船里面的宇航员也会感觉自己的体重在增加。当发动机关闭、飞船进入轨道后，宇航员又会感觉自己的体重完全消失了，也就是失重了。在苏联发射的第二颗人造地球卫星上，人们把一只狗放了进去。这只狗也经受了同样的感觉，并活了下来。
下面，让我们回到刚才的表演中。
当参与表演的演员在炮膛里还没有发射出去的时候，他到底经受了多大的压力呢？换句话说，增加在他身上的重力到底有多大呢？其实，这个数值的大小是可以计算的，只要知道了这个演员在炮膛里发射时的加速度，就可以求出来了。通过前面的学习，我们知道，要想知道这个加速度的大小，就需要知道演员在炮膛里走过的距离，也就是炮膛的长度，以及演员在从炮膛里发射出去的瞬间得到的速度。在前文中，我们已经知道了炮膛的长度为6米，那么速度呢？其实，速度也可以计算出来。在前文中我们知道：这个演员飞行的最大高度是19米，所以根据前面一节得出的公式可得：
其中，t 为这个演员上升过程中所用的时间，v 为发射出去时的速度，α为炮膛的倾斜角，a 为加速度。
此外，我们还知道下面的公式：
这里的h为演员上升的高度。
可得：
其中，式子右边的各个数值都是我们知道的。这里，g=9.8米/秒2，而从图中我们知道：h=19米，所以速度为：
也就是说，演员从炮膛里发射出去时的速度是20.6米/秒。通过下面的式子：
我们就可以求出演员在炮膛里得到的加速度是：
这个加速度的大小差不多是重力加速度的
倍。也就是说，除了演员自身的体重，他的身上又加上了
倍的自己的体重，所以他会感觉到自己的体重增加到了原来的
倍。
那么，对于演员来说，体重增加的过程会持续多长时间呢？我们可以通过下面的公式计算得到：
也就是说，这个演员在半秒多钟的时间里，会感觉自己的体重增加了很多。如果这个演员的体重是70千克，那么他感受到的自己的体重将是300千克。
下面，我们不妨来深入研究一下这个有趣的杂技。当演员从炮膛里被发射出去之后，他会在空中飞行一段时间，在这段时间里，他感觉自己的体重完全失去了，那么这段时间究竟有多长呢？
在前文中，我们知道，计算演员飞行时间的公式为：
把前面的各项数值代入，可得：
也就是说，演员感觉失重的时间大概持续了4秒钟。
在前面的分析中，我们知道，当演员落到网上的时候，他感觉自己的体重又增加了，那么，这时增加的体重又是多少呢？持续的时间有多长呢？
我们也可以运用同样的方法求出来。如果网的高度和炮口的高度一样，那么演员落到网上的速度跟发射出炮膛时的速度是一样的。但是，在图中，网的高度要比炮口低一些，所以演员落在网上的速度要稍微大一些，不过两者的差别很小。为了使计算不过于复杂，我们这里假设这个差别可以忽略不计。那么，演员到达网上时的速度就是前面计算得出的20.6米/秒。我们已知：演员落到网上的陷下去的深度是1.5米。也就是说，演员以20.6米/秒的速度下落1.5米后速度变为0。假设演员在这个过程中的加速度不变，根据公式：
可得：
可得：
由此可见，演员在落到网里的时候，加速度约为141米/秒2，这个数值大概是重力加速度的14倍。也就是说，在从他落到网上到速度变为0的那段时间里，他会感觉自己的体重增加到了原来的15倍。幸亏这种非同寻常的感觉只持续很短的时间，否则哪怕是受过再多次训练，这种感觉也是难以承受的，会把这个人压死，因为人的肌肉力量是有限的，根本承受不了这么大的重力。
转载请注明：我要请假网https://www.woyaoqingjia.com/zhishi/17546.html