五一假期就要到來了，大家準備去哪兒(er) 玩耍呢？

聽說故宮五天假期的門票一上線，幾分鍾之內(nei) 就被全部搶光了......

既然去景點要隨緣，不如和家人朋友一起爬爬山，感受一下大自然。

但是對於(yu) 蝌蚪君這樣的懶人來說，爬山太累，時間又久，沒有太大的娛樂(le) 體(ti) 驗！不過，試想如果爬山不需要太多體(ti) 力也能成功登頂，是不是就好玩很多了？

那就要用到蝌蚪君的獨家省力秘訣了！（這個(ge) 秘訣熊二也知道）那就是——蛇形路線。

《熊出沒之探險日記》中，光頭強爬山累得不行，趙琳和熊二卻十分輕鬆，原因就是熊二偷偷掌握了蛇形路線

也許你在爬山時，曾總結出過這樣的經驗：直直向山頂爬，總是很累，走蛇形路線路程雖然遠了一些，費了一些時間，但感覺沒有那麽(me) 累了。

這其中到底藏著什麽(me) 神奇的省力秘籍？其實，物理學就可以解釋明白一切！

生活中隨處可見的斜坡，可以當做物理學中的斜麵模型，與(yu) 杠杆、滑輪等機械裝置相似，斜麵在某種特定情況下也能發揮省力的作用。

比如說杠杆，動力臂是阻力臂的多少倍，就能實現多少倍的省力效果。對於(yu) 理想光滑斜麵來說，斜麵的長度是高度的多少倍，也能達到多少倍的省力效果。原則上相同高度情況下，斜麵越長，省力效果就會(hui) 越明顯。

圖片來自新華網

坡度越小越省力，和斜麵越長越省力是一個(ge) 道理。因為(wei) 當物體(ti) 在斜麵之上時，重力可以分解為(wei) 兩(liang) 個(ge) 分力：平行於(yu) 斜麵的分力和垂直於(yu) 斜麵的分力，而斜麵會(hui) 承擔後麵一部分重力，人隻要克服平行斜麵的分力就行。

圖片來自pexels

正因為(wei) 斜麵有著承擔物體(ti) 部分重力的技能，所以斜度越小，斜麵對物體(ti) 重力的承受度越大。當斜麵的斜度為(wei) 0°，也就是完全水平麵時，垂直的分力就會(hui) 達到最大值，也就是全部重力。而蛇形爬坡就是利用了這樣的特性，從(cong) 而實現省力的效果。雖然蛇形爬坡有費時費功的缺點，但當優(you) 勢大於(yu) 劣勢時，我們(men) 也就不要在意那小小的不完美吧~

明確了“S形爬山路線”的省力原理，小夥(huo) 伴們(men) 是否也在思考，這樣的原理能不能在生活中有應用？其實，案例就在我們(men) 身邊。

小學時，大家應該都學過一篇名為(wei) 《詹天佑》的課文，文章中講述了詹天佑修建人字形鐵路的故事。人字形鐵路的學名稱為(wei) “展線”，是一種用於(yu) 爬坡的鐵路線路。當縱坡高於(yu) 線路可以承受的最大限度、道路鋪設又受到地形限製時，為(wei) 了讓路線能達到理想效果，就需要順應地形鋪設展線，讓線路沿著山坡盤旋而上。

還記得開篇那道“斜麵物理題”嘛？展線就是它的絕妙論證。由於(yu) 展線是以延長線路的方式減緩自然縱坡，所以沿著展線爬坡要比直接爬縱坡更輕鬆。不發達年代，鐵路越過高嶺主要靠展線，現如今資金和技術都隨著時代的進步而有所提高，再碰到這類情況，聰明人們(men) 已經選擇修建超長隧道和特大橋為(wei) 代替了。

圖片來自新華網

同樣的原理，同樣的效果。鐵路中的展線，在公路上的名字更親(qin) 切，就是我們(men) 熟知的——“盤山公路”。一般情況下，如果汽車想爬上一個(ge) 高坡，猛踩油門顯然沒什麽(me) 用處，高坡度再加上汽車本身的重力，阻力隻會(hui) 大不會(hui) 小。汽車發動機的功率十分有限，直接衝(chong) 顯然會(hui) 十分費力。但如果參考展線，把道路修成盤旋式或者蛇形，那省力效果就杠杠滴啦！

圖片來自hippopx

如今天氣漸暖，踏青爬山的活動必不可少。除了蛇形路線爬山，小夥(huo) 伴們(men) 還有哪些需要注意的點呢？別急！往下看~

首先，高低起伏凹凸不平山路很常見，不巧的時候還會(hui) 滾落碎石，十分不好走。所以登山時，“步行姿勢”與(yu) “步伐”很重要！盡量保證頭、腰、腳三個(ge) 點在同一條線上，並以這條線為(wei) 軸線進行各項活動。

其次，不論你是在上山還是下山，最基本的就是要小步伐。小步走不僅(jin) 能穩步前行，除了可以保持保持平衡外，也可以減輕疲勞。

最後，上坡外八字，下坡重後腳（十字秘訣）。遇到傾(qing) 斜度比較大的上坡路時，最重要的是外八字步前進，也就是腳尖衝(chong) 外行走。下坡的時候，即使是緩坡也會(hui) 有跌倒滑到的可能，所以一定要記得把重心放在腳後跟上，一步一步用小碎步前行，以防麵朝前方摔倒。

講解了這麽(me) 多，小夥(huo) 伴們(men) 是否已經明白了其中原理？雖然蛇形爬山省力不省時。但身邊的風景這麽(me) 美，慢下來何嚐不是一件好事呢？

END

審核專(zhuan) 家：羅會(hui) 仟，中科院物理所副研究員。


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