问题

扔飞刀,飞刀旋转着飞出去,为什么在接触靶子的时候正好是刀尖在前面?

回答
这真是一个很有趣的问题!很多人都会有这样的疑问,特别是看过飞刀表演的人。其实,这背后涉及到几个关键的物理原理,让飞刀在旋转中精准地找到刀尖朝前的姿态去撞击靶子。

首先,咱们得明白飞刀为什么会旋转。当你扔飞刀的时候,你会给它一个向前的推力,同时,你的手腕或者手臂会带动飞刀产生一个旋转的力。这个旋转可不是随便转的,它有一个明确的方向和速度,就像你扔一个陀螺一样。

那么,为什么它会“正好”是刀尖朝前呢?这里面有几个重要的因素在起作用:

1. 飞行的稳定性——角动量守恒与陀螺效应:

飞刀在空中飞行时,它本身带有“角动量”。角动量可以简单理解为物体旋转的“惯性”。根据物理学上的“角动量守恒定律”,只要没有外力来改变它的旋转,它就会一直保持原有的旋转状态。

想象一下,你扔出去的飞刀就像一个在空中高速旋转的陀螺。陀螺之所以能保持立着不倒,就是因为它自身的旋转产生了足够的稳定性。飞刀也是一样,它的旋转让它在空中非常稳定,不容易受到空气阻力的影响而大幅度翻滚。

更关键的是,这种旋转会产生一种“陀螺效应”。陀螺效应有个特点,就是它会“抵抗”任何试图改变它旋转轴线的力的作用。所以,即使空气确实会以微小的力量试图让飞刀翻转,它的快速旋转会让这种翻转变得非常缓慢和微弱,不足以让它在飞刀到达靶子前出现戏剧性的翻滚。

2. 飞刀的设计——重心与形状:

你看那些专业的飞刀,它们的设计都不是随便的。飞刀通常有一个相对较重的刀头(刀尖那一侧),而刀柄那一侧会轻一些。这种设计叫做“重心前置”。

重心前置有什么好处呢?当飞刀在空中旋转时,如果它稍微有一点点晃动或者受到一点点干扰,重心靠前的飞刀会自然而然地倾向于让它的头部(刀尖)继续保持在前方。这就像一根长棍子,你把它立起来,它的重心如果偏上,它更容易倒。而飞刀的设计恰恰是把重心放在了它“想要”飞行的方向的前面。

而且,飞刀的刀刃和刀身通常设计成流线型,或者至少是不会造成剧烈空气阻力的形状。这意味着空气从飞刀旁边经过时,对它的阻力是比较均匀的,不会轻易地把它吹得乱七八糟。

3. 飞刀的“抛射轨迹”——事先的计算和练习:

这也许是最重要的一点!并非飞刀自己“懂得”要刀尖朝前,而是扔飞刀的人在训练中,已经掌握了如何让飞刀以一个特定的方式出去。

当你扔飞刀时,你会在瞬间给它一个精确的“推力”和“旋转”。这个力道的组合,以及你手臂摆动的角度,都是经过无数次练习和计算得出的。你扔出去的飞刀,它的角动量的大小和方向,以及它飞出的初速度,都决定了它在空气中是如何运动的。

专业飞刀手在扔飞刀的时候,会计算好飞刀需要飞行的距离,以及飞刀需要旋转的圈数。他们扔出去的飞刀,其角动量和速度是精心设定的,足以让飞刀在飞行过程中,在接近靶子的时候,“碰巧”就处于一个刀尖朝前的姿态。

可以这样理解,你扔飞刀的动作,本身就是为了让它在即将撞击靶子的时候,处于最有利于插入的那种状态。这个过程就像你投篮时,要算好球的力度、角度和弧线,才能让球乖乖地钻进篮筐一样。

总结一下:

所以,飞刀在接触靶子时正好是刀尖在前面,不是什么神秘的魔法,而是以下几个因素的共同作用:

强大的旋转: 飞刀的旋转让它在空中保持稳定,不受外界干扰。
重心前置的设计: 飞刀的重心分布使其自然倾向于头部朝前。
流线型的设计: 减少空气阻力,让飞行更稳定。
精密的投掷技巧: 扔飞刀的人通过练习,控制了飞刀的初速度和旋转,使其在飞行过程中正好在接触靶子时达到目标姿态。

这就像一个熟练的杂技演员,他抛接的东西之所以能在他手里反复出现,是因为他对动作、力度和时机的把握已经达到了炉火纯青的境界。飞刀也是如此,它是一个由物理原理和人类技巧完美结合的产物。

网友意见

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由于重心靠近刀柄,导致刀锋的旋转范围比刀柄更大,所以更容易先接触靶子。

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这是一个数学问题啊。

舞台表演飞刀的飞行距离是固定的,只要能控制飞刀旋转的圈数,就能保证飞刀会扎在目标上。

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作为二三十年前,立志成为小李飞刀绝学传承人,差点把自己插了的前前前熊孩子,我觉得有资格回答这个问题:

人的大脑,为什么能精准地知道,飞刀旋转之后,刀尖就能精准得插到目标上呢?

玩过飞刀的人都应该是知道:

因为手臂投掷,存在一个施力弧度,所以3米的距离内,直飞是最容易的。

超过了3米,普通人就很难保证刀不旋转了,能上5米直飞的已经是高手,世界纪录是10米。

3~6米,使用180°的半圈旋飞是最容易的。

这也是大部分初级飞刀爱好者,最爱使用的飞刀方法。

相对于直飞,半圈旋飞的最舒适射程,处在普通人最热衷的训练距离。

而且相比起直飞,也能给初学者一种装逼感。

小时候玩匕首的时候,我能在很远的距离,用旋飞插在门上。看着那些直飞都插不上的,妥妥的优越感。(对了,劝各位小朋友,还是不要在门上试了,一来现在的门基本都是防盗门,二来,屁股是会被打肿的)

至于,更多旋转,普通人就很难掌控了。

大部分业余爱好者,也只有在普通人面前装逼的需求,除了发烧友,很难有动力学习更多旋转的飞刀。

就拿180°半圈旋飞的准确度来说,我说说小时候练习的体验过程:

一开始练的时候,你看着门,是一点儿都没谱的。

你甚至不敢投掷,因为你害怕万一反弹回来,把自个插着了该怎么办?

但就像第一次练倒立的人来说,你总得有鼓起勇气的第一次吧?

终于鼓起勇气。

第一次投了出去。

我的妈呀,飞刀直接横撞在门上了!

看到明晃晃的刀刃向自己飞了过来,肾上腺素蹭蹭地飙了上去,一个激灵就闪开了。

看着地上冷冷看着我的飞刀,心脏砰砰地跳。

虽然有点害怕它继续反弹会来插我,但很不甘心啊。

我就不信制服不了这个飞刀。

但有了第一次的常识,以后的心理压力自然就降低了。这就是人类大脑,在长期的演化过程中,形成的适应性机制。

在原始社会的时候,面对未知的恐惧,令人类不至于因太过冒险而灭绝。但试探过后,大脑潜意识就会度量危险程度,从而做出继续尝试还是放弃的决策。

当然,作为前前前熊孩子的我,对危险的度量是不够的。

接下来的尝试中,每一次失败,我就会调整手上的力量,以及旋转度,甚至调整与门之间的距离。

慢慢的,我发现,我开始能保证每一次都把刀尖撞在门上了。

虽然发挥不稳定,而且力量也不均衡,一开始很难让刀真的插在上面。但对于我来说,这已经是很大的进步。

而且达到这个程度,并不需要练习多久。

但从物理学的角度来说,投掷过程中,影响因素很多。例如,有手上的力量,旋转的力量,还有距离、空气阻力等等。

这是通过普通公式无法计算的问题,要足够的精准,需要计算机模拟分析。

计算机模拟,其实就是事先输入各种参数,然后对结果的推演。

但大脑的模拟,还是和计算机有着相当大的区别。

因为电脑的参数是固定值,而人脑的参数是范围值。

这里,我们再来回忆每一次投掷的过程:

其实,我把飞刀投掷出去的刹那,大脑里其实已经预演了无数次,飞刀飞过去插到门上的样子。

这和电脑输入初级参数模拟,几乎没啥区别。

当我投掷第一次的时候。

咦,刀横打在门框上了,我就想,我退(前)一小步,或者加大(减小)旋转度,是不是就能插中了。

大脑其实又在开始模拟了,并在不停地修正参数。

当我再一次投掷的时候,通过神经传导,大脑内形成新的粗略值,然后再次修正参数模拟。

虽然人类大脑每一次总结的参数,不会像电脑是一个精准值。只要能不停地修正,结果就能越来越接近我们的预想。(就像当初泰勒想到展开函数的思路一样,随着求导次数的增加,展开式总能越来越接近原函数)

当经过半天练习之后,我就已经能够较大概率,在固定的距离下把飞刀插在门框上了。

这说明我的记忆系统,已经把我的练习参数,“刻”在了大脑内。

但我退个几步,就会发现,再投掷的时候,飞刀竟然又不准了。这个时候,就需要再次调整手感

其实手感这种,似乎很“虚”的东西,其实更像一种大脑内的建模(当然,这是概数化的,不是精准化的),当我退了个几步,或者换了一把不同重量的刀,只需要通过“手感”来重新修正参数,我们可以低于曾经训练少很多的训练次数,达到足够精准的地步。

所以,无论技术再强,对于不熟悉的工具或者路经,总是需要一个适应过程,才能达到精准度。

随着不同距离的不断训练,大脑里的参数越来越多。

最后,我便能在3~5米内的任何一个点,通过180°旋飞,把飞刀插在门上。

但人的大脑和计算机不同的又在于,大脑的储存是暂时的,即便是长期记忆,随着时间也会有损耗。所以,无论技艺再高,总是必须固定周期的巩固,不断延续记忆,才能保证技术的长青。

正是因为人脑的这一种机制,练习飞刀的时候(其实对于其它的技术类的东西,也同样适用),一开始学习总是很快。由于大脑没有计算机那样的精准数,达到一定的准确率之后,想要进一步提升,就会存在指数级提升的困难。

当达到某一个人均级别之后,再往上就是看大脑天赋了。

其实,人类经过300万年前到1万年前之间的残酷自然选择,人均级别已经相当高了。

所以,在射击类运动中,总是很难像其它体育运动那样,出现蝉联级的世界冠军。

在我眼里,当年的那些神枪手,简直犹如神迹:

人的大脑和机器,毕竟还是存在差异(注意,不是差距,各有优劣)。

  • 注:

我们每一次有什么想法,或者决策的时候,总是会说什么估计、预估,其实大脑内就已经开始模拟了。但只有在实践之后,大脑才会修改具体的参数。

大脑:空谈误国,实干兴邦。

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