浩克算什麼!漫威大力水手美國隊長重出江湖 | 2022數感盃 | 高中專題 | 佳作                                                 

作者 牛禮祥、張宸豪、游崇浩 / 台北市永春高中

       一頁頁的漫畫紙閃過,勾起許多人的童年回憶;有些人崇拜靠自己的智慧與科技完美結合所產出的鋼鐵人,而更多的經典漫畫迷可能會選擇博愛與英勇的結合「美國隊長」[1]。

美國漫畫、超級英雄和第二次世界大戰- 每日頭條

圖1:1941年「美國隊長」首次出刊照

       美國隊長登場於1941年3月,出場時期正值死傷慘重的二次世界大戰,而實際的內容是敘述一位瘦弱的士兵經過美軍的秘密改造,成功改造的特種戰士。他具有高度智能、一般人遠不能及的敏捷、力量、速度與耐力,因而在二次戰爭時,成為了多數美國士兵的楷模。但並非所有人都這麼幸運,多數人注入血清之後產生了不良反應,有些成了怪物、有些長得奇醜無比,而當中最著名的就是「紅骷髏」,因為羨慕與嫉妒美國隊長的成功,開始走向黑暗面,一生尋覓著那顆耀眼的空間魔方。

紅骷髏- 维基百科,自由的百科全书

圖2:紅骷髏與空間魔方

探討問題

       在電影《美國隊長:英雄內戰》中,我們看到這一幕景象:美國隊長徒手抓住正在搭乘直升機離開的反派。此時我們不禁好奇,美國隊長真的有可能將完整離地、甚至以最大時速飛離的直升機抓回來嗎?

美國隊長「爆筋」拉直升機全是真!下戲鋼鐵人親送按摩| ETtoday看電影| ETtoday新聞雲

圖3:美國隊長徒手抓著直升機的畫面

研究流程圖

圖4:研究流程圖

問題解決1(美國隊長施力問題)

       依照圖3所示,美國隊長完全依靠手部肌肉,完成將直升機拉回的動作。這意味著我們應該去尋找美國隊長臥推(依靠手部肌肉)時所能負荷的最大重量,才能知道在沒有臀部的助力下,美國隊長所能拉動的極限為多少。

       根據漫威官網,美國隊長的最高臥推數值為1200磅(545公斤),至於這個數據的真實性,可以參考目前世界紀錄保持人所舉出的最大值1050英磅(480公斤)[5]。雖然在數值上差了一些些,但在單位上明顯看得出來美國隊長擁有非比常人的手部肌肉。

問題解決2(直升機全速離開時所給出的力)

       在電影情節中,美國隊長抓住的是一架全速駛離的武裝直升機,而目前美國現役的的陸軍軍用飛機常見型號為大家耳熟能詳的阿帕契武裝直升機,於是我們選擇它作為本次計算參考對象。阿帕契相較於普通的單旋翼直升機,還額外擁有兩台T700-GE-701渦軸發動機,這使阿帕契直升機獲得了更強大的性能,也擁有了更恐怖的升力[3]。根據直升機升力公式,我們可以算出直升機的升力:

直升機升力=空氣密度飛行速度2機翼面積升力係數

       我們分別探討所需的資訊。空氣密度使用海平面的大氣密度計算,約1.2250千克每立方米,飛行速度則使用阿帕契的最高時速115.56 m/s,其機翼面積約168.11平方米,升力係數約0.05[3]。整理完可得:

1.2250×115.55562×168.11×0.05≈137493.33

       綜合以上數值,得出直升機的升力約為137493.33牛頓。扣除直升機本身的重量5092公斤,還剩87591.73牛頓。但阿帕契直升機所給出的能量還遠遠不止如此,還必須加上兩台T700-GE-701渦軸發動機所提供的推力,單一台T700-GE-701渦軸發動機所提供的功率就有1265千瓦,換算可得阿帕契直升機最終能產生2667493.33牛頓的升力,約等於272193.19公斤重。

最終驗證

       根據直升機升力公式,我們能得到直升機的升力為272193.19 公斤,而我們將美國隊長的最高臥推數值(545公斤)並與之比較,透過數值上的比較就可以很明顯的發現:

………………………………………………………但如果美國隊長的手沒斷呢?

       以上的數據使我們好奇:到底美國隊長的手臂要多粗,才能使得其手臂不會斷,且能安穩地將整架直升機拉下呢?

       根據資料,上臂的粗度與手臂施力強度成正比[4],所以經過訓練的成年男性臥推數值介於70公斤至110公斤,我們取平均90公斤,而經過訓練的上臂周長約為30公分,這邊的目的是希望以達平衡時作計算,計算手臂出力與直升機達力平衡時所需的粗度並將其圖像化,則透過實際的換算可知其可行性。

       透過計算可知,美國隊長擁有272193.19÷90倍的普通人力量,計算後約為3024.37倍,則用此數據乘以普通人上臂周長,可知美國隊長手臂周長約為90731.1公分,並將此數據除以,得到上臂直徑約為28880.61公分(288.81公尺),為了讓讀者知道這究竟有多粗,我們特別以臺灣地標101大樓作為標準,比較如下圖5所示。

圖5:美國隊長手臂示意圖

總結

       當一位好觀眾布景會將自己熱愛的電影,將自己看過的電影橋段透過科學的方式算一算,有時便能從中學到新的知識,這些會被記下的橋段也凸顯了電影的成功要素,那就是誇張性。若電影缺乏了誇張性,整部電影就缺少了最精采的元素。參加數感盃使我們在觀察每一件事情的時候都特別的仔細,並會利用目前所擁有的知識、透過科學的方式將情節真實化,換算於現實生活中;如此也更能享受其中的樂趣。英雄終究是英雄,雖然面對著272193.19公斤的力卻毫無畏懼,並完美的將直升機拉回平台、將反派逮捕,透過這一系列的操作,使我們也深刻的瞭解到主角光環的重要性,並認識到一件很重要的事實:

不是主角,就別拉直升機阿!

       那如果把其他電影的主角也納入比較,誰才是真英雄呢?我們用相同方法分析了蜘蛛人、浩克、超人特攻隊,結果如下表1所示[2][6]。

表1:各電影主角拉力排名

電影人物所拉的物品總施力排名
蜘蛛人一輛全速行使火車129387.76公斤2
浩克一輛全速行駛的坦克20408.16公斤3
美國隊長一架全速行駛的直升機272193.19公斤1
超人特攻隊兩節靜止的火車車廂480000公斤4
蜘蛛侠2】蜘蛛侠经典拦火车片段_哔哩哔哩_bilibili

圖6:蜘蛛人高光時刻

圖7:超人特攻隊高光時刻

圖8:浩克的高光時刻

    最終結果如下:第一名是美國隊長,第二名是蜘蛛人,第三名是浩克,第四名則是超人特攻隊。名次不重要,重點是:

英雄的邏輯不是凡人能懂的!

參考資料

  1. GQ Taiwan (2022)。美國隊長介紹。
    https://www.gq.com.tw/entertainment/article/%E7%BE%8E%E5%9C%8B%E9%9A%8A%E9%95%B7-10%E5%91%A8%E5%B9%B4
  2. Hypebeast (2021)。蜘蛛人拉動火車。
    https://hypebeast.com/zh/2019/3/spider-man-2-stops-train-scene-science-explained
  3. 百科知識(2021)。阿帕契直升機。
    https://www.easyatm.com.tw/wiki/%E7%BE%8E%E5%9C%8BAH-64%E9%98%BF%E5%B8%95%E5%A5%87%E6%AD%A6%E8%A3%9D%E7%9B%B4%E5%8D%87%E6%A9%9F
  4. 維基百科(2021)。肌肉。
    https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%82%8C%E8%82%89
  5. 維基百科(2021)。臥推資訊。
    https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%81%A5%E5%8A%9B
  6. 隨意窩日誌(2021)。一列火車的車廂數。
    https://m.xuite.net/blog/qrtyuigh/wretch/115229622

發表迴響

在下方填入你的資料或按右方圖示以社群網站登入:

WordPress.com 標誌

您的留言將使用 WordPress.com 帳號。 登出 /  變更 )

Twitter picture

您的留言將使用 Twitter 帳號。 登出 /  變更 )

Facebook照片

您的留言將使用 Facebook 帳號。 登出 /  變更 )

連結到 %s