胸に岩をぶつけて砕くと、本当に鋼鉄の骨ができるのでしょうか？

胸で石を割るという芸は、古くからある大道芸です。

胸の上に大きな石を置き、ハンマーで叩くと石は砕け散るが人体は無傷という、この種のパフォーマンスが非常に魅力的であることは否定できない。この結果は私たちの常識とは大きく異なるようです。さらに、本体の下には鋼鉄製の針が密集した針板が配置されています。演技終了後、演者は石で押しつぶされたり、針板で刺されたりすることはありません。パフォーマンス効果のために、パフォーマーは通常、この結果を「金の鈴と鉄の布のシャツ」と説明しますが、人は本当に自分自身を訓練して鋼鉄の骨を持つことができるのでしょうか?もちろん違います。これは、人間の筋肉や骨が鋼鉄と同じ元素でできているわけではなく、核融合や核分裂反応が起こらない限り、ある元素が別の元素に変換できないためです。

人間は体を鋼鉄のように強く鍛えることはできないのに、胸で岩を砕くことはできるのでしょうか?

実はこのパフォーマンスは常識に反するものではなく、物理法則に厳密に従ったものなのです。正しく実行すれば、怪我をすることはありません。胸の上の石を砕く行為は、いくつかの異なる部分に分けることができます。最初の部分は、ハンマーと石の相互作用です。 2番目の部分は、石と人体の相互作用です。 3番目の部分は、人体とニードルボードの相互作用です。まず、最初の部分、つまりハンマーが石を壊せる理由についてお話ししましょう。実際、質問の最初の部分は非常に簡単です。ハンマーが岩を砕くことができる理由は、当然ながら、ハンマーによって岩に加えられる力が十分に大きいためです。では、ハンマーは石にどれくらいの力を加えるのでしょうか?これは運動量の法則を使って計算できます。力は質量と速度を掛け、力が作用する時間で割った値です。

ハンマーの質量は当然非常に大きく、またハンマーが岩に当たると非常に速く落下するため、質量と速度の積は比較的大きな数値となります。

ハンマーと岩はどちらも非常に硬い素材です。ハンマーが落ちるとき、両者の接触はほんの一瞬なので、力はごく短時間作用します。非常に大きな数を非常に小さな数で割ると、当然非常に大きな結果となるため、ハンマーが岩に及ぼす力は非常に大きくなります。一方、プレッシャー。圧力は力を面積で割った値に等しくなります。先ほど計算したところ、ハンマーの力は非常に大きいのですが、ハンマーと岩石の接触面積は非常に小さいため、圧力も非常に大きくなります。大きな力と大きな圧力を加えると、岩は自然に粉々に砕け散ります。

次に、2番目の部分を見てみましょう。なぜ大きな岩は人を押しつぶして死ななかったのでしょうか?

胸の上で石を砕く全過程において、石はまったく動いていないため、石自体の運動量はゼロです。つまり、最初の部分の運動量は 2 番目の部分の運動量と等しいということです。 2 つの部分の運動量は等しいですが、2 つの部分の接触時間は非常に異なります。ハンマーも石も硬いので、両者の接触は一瞬ですが、人体は柔らかいので、石が押し下げられる過程は人体によって緩衝されます。相対的に言えば、石と人体との接触時間は、ハンマーと石との接触時間よりもはるかに長くなります。同じ力がより長い時間に渡って分散され、単位時間あたりの力は減少します。一方で、プレッシャーもあります。圧力は力を面積で割った値に等しくなります。人体と岩石の接触面積は非常に大きく、単位時間あたりに人体にかかる力は比較的小さいため、最終的な圧力は最初の部分よりもはるかに小さくなり、人は自然に押しつぶされることはありません。

さて、最後の部分、針板です。

まず力について話しましょう。人体と針板の相互作用力は実は第2部と同じです。これについてはこれ以上言う必要はありません。主にプレッシャーについてお話ししましょう。針先が鋭く、人体との接触面積が小さいため、圧力が非常に高くなると思われるかもしれません。実際、針が 1 本しかなかったら、大きな石やハンマーは必要ありません。一度踏むだけで刺さるのですが、問題は針板に針がたくさんあることです。石割りパフォーマンスをご覧になった方は、パフォーマンスで使われる針板にたくさんの針があることにきっと気づくでしょう。非常に密集しているため、数学的な計算方法を使わずに 1 つずつ数えても、2 分以内にすべてを数えることはできません。

針板には針が密集していて見た目は怖いですが、実はとても安全です。

針の数が多いため、針板と人体との接触面積は実は非常に大きくなります。それに応じて、人体と針板の間の圧力は非常に小さいので、人体は当然針板によって傷つけられることはありません。針が 20 本しか付いていない針板を持ってきたら、誰もその上に寝転がろうとはしないでしょう。物理学の観点から見ると、胸で石を砕くことは非常に一般的なことであることがわかります。これを一種のカンフーとみなすことができれば、誰でもこのカンフーを行うことができます。しかし、そうは言っても、胸で石を砕くことを含め、あらゆることには特定のテクニックがあります。プロの演奏者にはトレーニングが必要です。適切な技術を習得しておらず、訓練も受けていない場合は、軽率に試みると誤って怪我をしてしまう可能性が高くなります。

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