數之呼吸──鬼滅之刃水之呼吸招式探討 | 2022數感盃 | 高中專題 | 銅獎

作者 楊筠沛、劉語婷、劉樹昕 / 新竹市竹科實中

壹、前言

一、研究動機

    近期爆紅的動畫鬼滅之刃,訴說炭治郎為了變成鬼的妹妹加入鬼殺隊所經歷的故事,其中炭治郎所使用的呼吸法-水之呼吸,大家也是耳熟能詳,不過我們對這些招式感到相當好奇,這十招的速度排序是如何?究竟哪招才是速度最快、造成的傷害最強呢?在這次的研究中,我們將進行水之呼吸一到十之型的研究分析,計算並排出各招的速度排行與探討其中可能不合常理的地方。

二、研究方法

    利用imageJ軟體,以炭治郎身高(1.65m)作為比例尺,因有時不會有完整的炭治郎所以有其他比例尺(如附圖),根據比例尺計算出揮刀軌跡並測量時間,即可求出速度。

貳、正文

一、一到十之型的招式速度計算

速度類型計算方式
揮刀速度揮刀總軌跡/時間
移動速度移動距離/時間
旋轉速度軌跡長度/(直徑*圓周率)/時間(s)*60

為版面統一精簡,數字皆四捨五入至小數點後三位

圖表一:招式介紹與速度計算

一之型-水面斬二之型-水車二之型改-橫水車
三之型-流流舞四之型-打擊之潮五之型-干天的慈雨
六之型-扭轉漩渦七之型-雫波紋擊刺八之型-瀧壺
九之型-水流飛沫十之型-生生流轉

圖表二:招式圖片與名稱

(一)旋轉招式計算詳細說明

1、二之型-水車
時間:2.47s
軌跡:一圈6.062m,全部轉的軌跡:11.168m,一圈時間:1.341s
圈數*360°=旋轉的度數=(11.168/6.062)*360°=663.227°  
平均角速度=旋轉的度數/時間663.227°/2.47s=268.513
每分鐘轉速:44.752RPM

2、二之型改-橫水車
時間:3.98/4(因用0.25倍速測量)=0.995s
軌跡長度:2.464m,半徑:1.594m,一圈長度:10.008m
每分鐘轉速:2.464/(1.594×3.14×2)/0.995×60=14.843RPM

3、六之型-扭轉漩渦
時間:3.65/4(因用0.25倍速測量)=0.913s
軌跡長度:5.382m,漩渦直徑:5.791m
每分鐘轉速:5.382/(5.791×3.14)/3.65x60x4=19.462RPM

(二)比例尺校正
部分招式由於動畫畫面運鏡角度導致量測距離不準確,需進行比例尺校正,以九之型為例:由於此招式時,畫面只有留下炭治郎的足跡與榻榻米,所以量測較為麻煩,首先以炭治郎為比例尺算出榻榻米的長與寬,再以榻榻米的長寬量測足跡之間的距離,但礙於角度問題,所以無法直接量測,必須經過校正。

二、深入討論

在整個鬼滅之刃的動畫中,其實出現過不少與物理、生物相關的知識,如:滯空、殘影……但這些運用是否真的合理,也引起我們討論,以下便是我們深入探討的結果。

(一)旋轉滯空
旋轉滯空的原理近似於螺旋槳,而一般螺旋槳會滯空的原理主因有二:
一、槳葉與空氣接觸面積大(故螺旋槳通常具有三個槳葉)
二、扇葉切入空氣時有角度,造成空氣向上的推力
依據上述兩點,我們檢驗了亦會造成滯空效果的二之型水車,首先刀與空氣的接觸面積只有233.88cm2,其次他的揮刀是完全水平的,也不能造成推力,因此雖聲稱能造成滯空效果,但實際上並不合理。

(二)殘影
在現實中若要使視覺出現殘影(視覺暫留)需要在人的視線中停留時間小於0.1秒,而動畫中三之型流流舞造成了殘影的效果,我們透過以下計算進行探討:假設人的視野寬度等於動畫畫面寬度,則視野寬度為7.922m,移動速度為27.078m/s,故在視野中停留時間約為0.293s,雖然很短暫,但仍然無法達到殘影效果,為不合理的現象。

(三)無痛死亡
如果要不感受到痛覺,通常只有兩個原因:
一、無痛覺症的患者
二、神經迴路不正常的患者
故無論如何五之型干天的慈雨賜予鬼無痛苦的死亡都是不可能的事。

(四)利用空氣阻力減緩落地衝擊
根據空氣阻力公式F=cd·1/2ρu2A來計算,cd為阻力係數=0.04,ρ為流體密度=1.225kg/m3,u為相對速度=2.196m/s(以八之型為例進行計算),A為物體與空氣接觸的正向面積=0.023388m2。經計算後得出空氣阻力為0.00276Nt,而炭治郎體重為61公斤,受到的重力為61*9.8=597.8Nt,空氣阻力對重力的影響可說是微乎其微,故若想利用八之型-瀧壺減緩落地衝擊應該是不可能的。

三、速度比較--分為揮刀速度、移動速度、轉速討論

(一)揮刀速度
在全部的招式中,共有6種招式:分別為一、四、五、七、八、十之型有揮刀的動作,他們的速度由快到慢依序為:十之型>四之型>五之型>一之型>七之型>八之型。依據動畫中的設定,十之型為必殺技,速度應為最快,與計算結果相符,而最慢的七與八之型中,七之型可能因使用對象非鬼,且揮刀是由後往前而較難施力,因此速度較慢合理。但八之型揮刀由從空中降落,速度理應較一般招式快,因此推測可能是因在空中沒有立足點不好施力,以及有空氣阻力影響所導致。

(二)移動速度
三、九之型為水之呼吸招式中唯二的移動技能,三之型會使炭治郎留下殘影,而九之型只留腳步而不見人影,但仍可清楚看見腳印,可推測三之型的速度理論上會大於九之型。實際上經過量測,三之型的速度為27.078m/s,九之型的速度為4.798m/s,三之型的速度為九之型的5.6倍,故動畫呈現的手法合理。但若將炭治郎的移動速度(27.078m/s)與世界短跑紀錄保持人Usain Bolt之速度相比:100m/9.572s=10.447m/s,炭治郎移動速度比他快了將近3倍;若換算成時速則為97.481公里/小時,他的移動速度甚至比平常路上的汽車還要快,實在是太誇張、太不科學了。

(三)轉速
總共有2種招式(二、六之型)會出現旋轉,其中二之型-水車為44.774RPM,二之型改-橫水車為14.843RPM,六之型-扭轉漩渦則為19.462RPM,故轉速排行:二之型>六之型>二之型改。更深入一點看,二之型-水車為其中唯一旋轉方向為垂直的,因此速度最快合理,而二之型改-橫水車將揮刀改為橫向後,可能因為改變方向而使速度減少了66.85%,可說是大幅下降。

參、結論

一、速度計算:經由計算後可得知,招式中揮刀速度最快的是十之型,符合十之型為必殺技的設定,最慢的是八之型,但八之型為由上到下的跳躍與揮刀,有重力加速度的加成,但速度卻是最慢的,有點不合邏輯;移動速度較快的是三之型;轉速較快的是二之型水車。

二、動畫中不合理的地方有:
(一):二之型改橫水車無法造成滯空效果
(二):三之型流流舞無法造成殘影
(三):五之型干天的慈雨仍然無法使鬼無痛苦的死去
(四):八之型瀧壺無法減緩落地衝擊
(五):炭治郎如果存在在世界上,以他的速度,打破世界短跑紀錄絕對沒問題,因為它的速度甚至比汽車還快。

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