蜘蛛絲的強度秘密

詹姆斯·卡卡里奧斯

美國影片《超凡蜘蛛俠》里有這樣的場景：蜘蛛俠借助蛛絲從一棟樓蕩到另一棟樓，穿行在高樓之間。蛛絲真的這么結實？

其實，蜘蛛俠的擺蕩路徑是弧形，而不是直線形的。蛛絲發(fā)揮了兩種作用，即提供了兩種力：第一，承擔蜘蛛俠體重的力；第二，讓他沿著弧形軌跡運動的力。在蜘蛛俠沿弧形軌跡擺蕩的過程中，蛛絲的拉力產生加速度，月球圍繞地球轉動時也產生了一個加速度，兩者共同作用，把直線運動變成了曲線運動。

蜘蛛俠擺蕩得越快，向心加速度就越大。如果蜘蛛俠用長度為200英尺的蛛絲以50英里/小時的速度擺蕩，在公制計量法下蜘蛛俠的質量大約是73千克，他的重量就是160磅力；而為了讓直線運動軌跡變成圓周運動軌跡，蛛絲還需要額外提供135磅的力。因此，蛛絲的總拉力接近300磅力，如果蜘蛛俠在擺蕩的過程中還帶著其他人，這個力會更大。一根細線能承受300磅力或者更大的力嗎？如果是真正的蛛絲，那是沒問題的，蛛絲每磅的強度是鋼筋的5倍，而且比尼龍繩的彈性還要強。蛛絲的這種特性源自上千根十億分之幾米粗的堅韌纖維，其間散布的充滿液體的導管能夠分散整根蛛絲的張力。

真正的蜘蛛絲能承受超過每平方厘米20000磅力的壓強。也就是說，一條直徑為1厘米的蛛絲繩截面最多能承受10噸的質量。即使直徑只有1/4英寸的蛛絲繩，也可以承受6000磅力的重量，遠遠超過我們估計的300磅力的數值。

（摘自《今晚報》）