太魯閣號出軌》選錯車廂,危險多出好幾倍!物理博士用科學公式,教你選擇最安全的座位

2021-04-02 16:55

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台鐵太魯閣號列車在花蓮大出軌,造成嚴重死傷(圖/取自林銘鋒@阿美族的歌)

台鐵太魯閣號列車在花蓮大出軌,造成嚴重死傷(圖/取自林銘鋒@阿美族的歌)

編按:台鐵408次太魯閣號於2日上午9時28分行經崇德和仁間東線,因撞上工程車發生出軌意外,釀36人無生命徵象、72人受困、61人送醫,消防人員持續搶救中。而火車座位究竟該怎麼選擇才最安全呢?



牛頓第二運動定律:對物體施力,物體的加速度會與所施的力成正比、與物體的質量成反比

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選錯車廂,危險多出好幾倍

大概沒有其他的概念像「力」一樣,在日常生活中被大量使用著,但問到其意義時卻會讓人不知道該怎麼回答。

什麼是「力」?

像「用力毆打」、「藉噴射水流的力道快速去除汙垢」或「以孩子的力氣打不開的瓶蓋」等描述中所提及的「力」,跟物理學上的用語定義幾乎是相同的—指的是施加於物體或對象,使其因而移動、被擊飛的概念(也可能會有像打不開的蓋子一樣,無法使目標移動的情況)。

「電池快沒力的時候,鬧鐘的聲響也會越來越沒力」、「以地熱的力量來環保發電」或「即使到了第九局,投出的球依然很有威力」等,就與教科書裡「力」的用法有些許意義上的差異。電池的力或地熱的力,比較接近物理名詞「能量」的定義,而球的威力則可以替換成「運動量」的概念。

至於像「活力洋溢的藝術作品」或「全公司上下,同心協力突破難關」等「力」的用法,就已經不只是微妙,而是完全脫離了物理學的範疇,即使替換成其他用語也無法在教科書裡找到對應的概念了。就算詢問藝術家或董事長,這裡的力是什麼意思?是否在物理學上有了新發現?肯定也不會有答案。

而「老人力」、「鈍感力」或「女子力」等,更是完全讓人弄不懂是什麼力了。感覺好像是種一使用便會給四周的人帶來困擾、很麻煩的力,但真的是這樣嗎?

建構力學體系的「牛頓」

「力」這個詞語被濫用的情況,不僅存在於現代用語中;在古今中外的各種語言裡,都意義不明地被廣泛運用著。因為人們在「力」還沒有物理學定義之前就開始使用這個單字,所以當然會導致這樣的狀況(即便如此,不在乎定義,隨便使用「力」這一詞的人今後應該還是很多吧)。

十七世紀的歐洲,出現了一位名為艾薩克‧牛頓(Isaac Newton,一六四三~一七二七)的科學家,他明確地對力下定義、建構被稱為力學的知識體系,導正了有史以來的混亂現象。

牛頓認為,物體—亦即質量在加速時,其中就有力在作用。力擁有讓質量加速的效果,以公式來表現就是:

力=質量×加速度

這就是運動的第二定律(Newton's second law of motion),也稱為運動方程式。看到終於有公式出現,各位讀者應該安心些了吧。利用這個公式,可以從加速來對力做出定義。牛頓的運動的第二定律就是力的定義,這讓原本混亂不清的力從此有了明確的概念。

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