在射箭的時候,普通人下意識的反應應該是拿箭對準目標。
但實際上,正常的弓箭手在射箭時箭頭所指的延長線並沒有經過目標。
而箭頭指向目標的射法,肯定會打偏。這就是弓箭手悖論。
蛇行走的時候是呈S型,螃蟹是打橫行的,各位小朋友猜一猜,當箭離開弓後,它會是以什麼的形狀飛行的?
射箭背後的物理學有一個非常有趣的物理現象,稱為射手悖論。當箭被釋放到弓時,它的軌跡遵循不同於預期軌蹟的路徑。
英國史上最強弓箭手 Horace Ford是第一個注意到弓箭手悖論這個現象,並且記錄下來的人。但是弓箭手悖論直到20世紀40年代才得到解答。
箭在釋放過程中會在空中擺動,因為弦在箭的後部施加“推”力。
因為這個作用力度很大,作它開始來回擺動(魚尾)。
簡單來說,在用傳統的弓射箭時,要瞄準目標的並不是箭頭,而是箭的波節,也就是它射出後左右振動的弦上的不動點。
這兩個波節的連線必須直插目標,否則就無法打中靶心。
啊哈,箭並不是嚴格的剛體,被射出的時候它會被掰彎,這就直接導致了它的飛行振動模式。
1938年,被稱為科學弓箭術之父的發明家、美國人 Clarence N. Hickman 用了一個4000FPS的相機拍攝了箭在飛行時的畫面,搞明白了箭振動的過程。原來在飛行的時候,箭就像一條蛇,會左搖右擺,一邊振動一邊前進。
而開弓後,箭頭和箭身會機智地繞過弓把轉彎,不會和弓發生摩擦。
雖然箭會搖頭晃腦,但是箭身上有兩個點並不會左右晃動,那就是波節。
更有趣的是,波節的連線直指箭最終的位置。
換句話說,只要讓箭的波節和目標對線,就能射中。
不過呢,古代的弓射出的箭因為左右振動而有更大的迎風面積,因此會遇到更大的空氣阻力,這是它的一大弱點。
弄明白了箭的物理原理後,改良了傳統的弓,發明了從中間放箭的弓。
這類弓射箭時不再有弓箭手悖論,張弓時箭頭直指目標。但是現代的弓箭在射出的時候,箭本身依然會左右振動,導致箭產生偏移。
所以現代的弓上裝有箭震吸收器,吸收箭一開始的振動。