蜘蛛丝的强度秘密

詹姆斯·卡卡里奥斯

美国影片《超凡蜘蛛侠》里有这样的场景：蜘蛛侠借助蛛丝从一栋楼荡到另一栋楼，穿行在高楼之间。蛛丝真的这么结实？

其实，蜘蛛侠的摆荡路径是弧形，而不是直线形的。蛛丝发挥了两种作用，即提供了两种力：第一，承担蜘蛛侠体重的力；第二，让他沿着弧形軌迹运动的力。在蜘蛛侠沿弧形轨迹摆荡的过程中，蛛丝的拉力产生加速度，月球围绕地球转动时也产生了一个加速度，两者共同作用，把直线运动变成了曲线运动。

蜘蛛侠摆荡得越快，向心加速度就越大。如果蜘蛛侠用长度为200英尺的蛛丝以50英里/小时的速度摆荡，在公制计量法下蜘蛛侠的质量大约是73千克，他的重量就是160磅力；而为了让直线运动轨迹变成圆周运动轨迹，蛛丝还需要额外提供135磅的力。因此，蛛丝的总拉力接近300磅力，如果蜘蛛侠在摆荡的过程中还带着其他人，这个力会更大。一根细线能承受300磅力或者更大的力吗？如果是真正的蛛丝，那是没问题的，蛛丝每磅的强度是钢筋的5倍，而且比尼龙绳的弹性还要强。蛛丝的这种特性源自上千根十亿分之几米粗的坚韧纤维，其间散布的充满液体的导管能够分散整根蛛丝的张力。

真正的蜘蛛丝能承受超过每平方厘米20000磅力的压强。也就是说，一条直径为1厘米的蛛丝绳截面最多能承受10吨的质量。即使直径只有1/4英寸的蛛丝绳，也可以承受6000磅力的重量，远远超过我们估计的300磅力的数值。

（摘自《今晚报》）