把埼玉老師「砸進牆裡」,需要多大的力?
把埼玉老師“砸進牆裡”,需要多大的力?
【動漫雜談】動畫名場景的簡單計算:
喜歡熱血戰斗類動畫的觀眾,一定都看過類似的場景。一個人吃了一拳,凌空飛出老遠,撞穿了數個牆壁,最後被嵌在了牆裡才勉強停了下來。這種鏡頭主要的作用是展示破壞力與打擊感,或者是供原畫師們自由發揮,繪制出各種各種復雜的碎片與華麗的特效。
不過我們倒是可以閒來無聊計算一下,看看把人砸進牆裡,到底需要多大的力?
出於目標的強度考慮,我們把參照物選為《一拳超人》的埼玉老師,這樣就不需要考慮受力對於目標物體的破壞了,以及形變造成的力的損失了。
另外,實際上承載力的驗算需要考慮配筋、結構尺寸、材料強度等多方面因素。這個過程我就省略掉了,直接找現成的國家規范來參照一下。計算的結果非常粗略,大家看的開心就好。
首先我們可以查閱《人民防空地下室設計規范》,看看外牆的設計承載力是多少。畢竟人防工程需要抵御爆炸沖擊波、地震等惡劣因素,人防外牆承受不住不住的力道,普通牆肯定也承受不住。我們可以垂直受力的情況中,取一個較大的值,比如800KN/m2。
根據漫畫設定,埼玉老師的身高為1.75m,假設只有上半身與牆面接觸,面積為0.24m2,得出受力為192KN,相當於19.6噸的物體產生的重力。當然,設計荷載一般都是保守計算,有一個1.5倍以上的保守計算系數,實際至少需要雙倍的力度(384KN)才能真正將牆體破壞。
我們也可以根據“沖量計算公式”Ft=mv,把速度給算出來。假設與牆面的接觸時間為0.01s,埼玉老師體重60kg。可以算出他被打飛,並把牆擊毀的速度為64m/s(230km/h)。
以上討論的只是將一面二十公分的牆體“擊毀”的情況。如果真的想要達到“嵌入”牆裡面的效果,得保證牆要足夠厚,以至於不會被整體破壞掉,這種情況下就需要考慮表面的抗壓強度了。
我們以強度為C30的混凝土為例,抗壓強度為30兆帕。依然假設埼玉老師只有半身與牆體接觸,面積為0.24m2。用破壞壓強去乘以接觸面積,得出受力為7200kN。相當於734噸的物體產生的重力。再代入Ft=mv計算,可知此時的速度為1200m/s,是音速的3.5倍。
很多超能戰斗類動畫的劇情都是“神仙打架”,瞬移之類的高難度操作都不在話下,這個速度好像也不是不能實現,所以角色們被打到牆裡面也算是家常便飯了。但是,像梅津泰臣的《風箏》這種偏寫實的動畫中,僅靠兩個人的沖力就把橋體壓垮的情況,是不可能出現的。
幫助大家准確判斷“什麼樣的動畫還算合理”或者“什麼樣的動畫是在吹牛”,也算是這篇文章的一點意義了。
當然,上述討論的參照物是刀槍不入的角色,一般的人大概是沒有這個身子骨去承受如此大的力道的,即使達到了相應的速度或者是力量,也只會出現“貼在牆上”而非“嵌到牆裡”的結果。
最後提醒大家:這種高難度動作,交給中村豐之類的專業人士去做就好了,請勿模仿。