蹦極

劉　瑋

你蹦極了嗎？想象一下，你站在40米以上（相當(dāng)于10層樓）高度的橋梁、塔頂、高樓、吊車甚至熱氣球上，把一根長長的橡皮繩一端固定好，另一端綁在身上，然后，像鳥一樣伸展雙臂，撲入空中。那長長的橡皮繩足以使你在空中享受幾秒鐘的“自由落體”運(yùn)動，再上下凌空顛蕩幾回?；乜锤吲_，你定會有一種“劫后余生”的刺激感，這就是蹦極！

蹦極的英文名為bungy或bungee，“蹦極”是音、意結(jié)合得最好的音譯詞。而在我國香港和臺灣，人們把它譯為“笨豬跳”！也許他們認(rèn)為，如果一個人不笨的話，是斷然不會去進(jìn)行這種“慘烈”的活動的；也有可能他們對這項運(yùn)動是這么理解的，人只需像笨豬似地一跳，其余的事情就全都交給橡皮繩來辦了！事實上，人在蹦極過程中的心理和肢體一直處-在激烈的活動中，缺乏勇氣的人是不敢貿(mào)然參與這項運(yùn)動的。當(dāng)這項勇敢者的運(yùn)動從它的起源地傳到世界各地后，蹦極受到了人們的普遍歡迎?，F(xiàn)在去蹦極的人已不會再被稱作“笨豬”了，而會被稱為“勇敢者”。

據(jù)說，蹦極最早起源于南太平洋瓦努阿圖群島中的一個叫彭特科斯特的島嶼。每年春天，這個島上都要舉行一種宗教儀式。儀式上，勇敢的小伙子爬上一個高高的木臺，把一端固定住的用藤條編成的繩索捆在自己的踝部，然后頭朝下跳下，以顯示自己的膽量，并且他們認(rèn)為成功的蹦極預(yù)示著秋后一定會有好的收成。后來，這項極具挑戰(zhàn)性的刺激活動被發(fā)展成了一項新興的休閑運(yùn)動。

發(fā)展到了現(xiàn)在，蹦極已有多種形式。按地點大致可分為三種：橋梁蹦極、塔式蹦極、火箭蹦極（將人像火箭一樣向上彈起，然后一上一下地彈躍）。按捆綁方式也可分成三類：綁腰式、綁背式、綁腳式。按蹦極技巧和人數(shù)還可分為：自由式、可碰水，前滾翻、后滾翻，單人跳、雙人跳等等，每種玩法都會讓你有不同的感受。

最近，蹦極又出現(xiàn)了新形式——飛天蹦極，俗稱蹦極球。蹦極球的外形很像熱氣球，下面掛著完全裸露在外的雙人坐椅，蹦極者坐好，綁牢安全帶，再加上幾個增重沙袋，此時只需雙腳向地上一蹬，幾秒鐘后即可飛上數(shù)十米的高空。當(dāng)然，為確保安全，要有幾條保險繩將蹦極球連在地面，由工作人員隨時掌控。

蹦極的高度越高當(dāng)然越刺激。世界最高的蹦極點，位于南非東開普省齊齊卡馬山中一座名為布勞克朗斯的大橋上，高度為216m；第二高的蹦極點在瑞士的一個風(fēng)景點的纜車上，高度為160m；第三高的蹦極點位于新西蘭維多利亞瀑布的一座橋上，高度為134m。

蹦極運(yùn)動，即娛樂又健身，只要心理健康、身體狀況良好都可參加，但下列人員最好不要參加：癲癇病、精神病、心腦血管疾病、有過骨折史等。

參加蹦極了吧？先來分析一下其中的物理過程，了解在運(yùn)動中遇到的情形，也好有個心理準(zhǔn)備噢！

如圖，設(shè)a點為橡皮繩自然下垂時繩下端的位置，蹦極者從高處跳下，c是人所到達(dá)的最低點，b點是人最終的靜止懸吊點。下面我們來分析蹦極者在離開跳臺至最低點過程中，速度、加速度和人承受的拉力變化情況。

人跳離高臺下落，在橡皮繩還沒拉直前，不管你的手腳如何撲騰，或空中走步，忽略那點小小的空氣阻力后，人就只受到一個重力作用，人在到達(dá)a點之前為自由落體運(yùn)動，20米長的繩就能讓你體驗2秒鐘的太空失重感！過了a點，橡皮繩開始起作用，彈力逐漸增大，到b點時彈力等于人的重力，在到達(dá)b之前人一直都是在加速的，因為彈力還都小于人的重力。過了b點后彈力就大于重力了，人會感覺到綁扎帶越來越緊地拉住自己，并開始作減速運(yùn)動。所以人下落經(jīng)過b點時的速度最大，到c點時速度減為零，之后就反彈上去了。在c點時，橡皮繩被拉得最長，彈力最大，人的加速度也最大，方向卻是向上的。

整個下降過程中，人的重力勢能一直在減小，動能卻先增大后減小，彈性勢能從a點開始增大，最終到c點時，減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為了彈性勢能。理想情況下，蹦極者仍可被彈回到起跳點，其上升過程正是他下降的逆過程。實際使用的橡皮繩雖然彈性很強(qiáng)，可伸長到原來的2～3倍，承重都在2500kg以上，但不可能彈到起跳點。

有一次，筆者見到一個身高2m的大個子從湖邊52m高的平臺上做蹦極跳。橡皮繩綁住他的腳，另一端拴在高臺上。他一頭栽下，到最低點時，他的頭恰好觸及水面！之后上下彈跳了四五次之多，最終安靜下來時，他的頭離水面約有15m高。請你幫我算算，那根橡皮繩在沒有被拉伸時有多長？那人在跳下過程中的最大速度和最大加速度是多少？我知道彈性勢能公式是 E_k=1/2k△x²，△x是彈性繩的伸長量。

看到那么瀟灑刺激的蹦極，瘦小的我也想用那根繩來蹦極，也想頭觸及水面。我想我只需在跳下時抱一個沙袋就可以了，而且還美美地想象，在我到達(dá)水面時若丟下沙袋，我會彈得比那人還高，你覺得我的想法高明不高明？我試了，事實正如想象的一樣美妙，而且“蹦極”還送了我一個“大紅包”——我的頭撞到了起跳板！

答案

設(shè)繩的彈性勁度系數(shù)為k，自然長度為l₀，則繩被拉的最大長度為l₁=52-2=50m，繩在平衡點時長為l₂=50-15=35m，跳臺高h(yuǎn)=52m，并可認(rèn)為人的重心在身高一半處。

由機(jī)械能守恒定律有mgh=1/2k(l₁-l₀)²①

又在平衡位置時，有mg=k(l₂-l₀)②

由①②兩式解得l₀=32m

游戲者速度最大時在平衡位置，仍由機(jī)械能守恒定律有mg(l₂+2)=1/2mv²+1/2k(l₂-l₀) ③

再結(jié)合②式，g取9.8m/s²，可以求得人的最大速度約為v=26.4m/s=95km/h。

又因為平衡時繩伸長35-32=3m，最大伸長為50-32=18m，所以在最低點的一瞬間，繩的彈力為人體重的6倍，作用在人體上的合力為體重的5倍。因此人的最大加速度為5g，即以5倍的重力加速度向上彈起（這已達(dá)到航天員在起飛時所承受的加速度了）。