蜘蛛侠早餐吃什么?
当我在旅馆中全神贯注地欣赏2002年上映的蜘蛛侠电影时,我忽然想起来Peter Packer一定要摄入大量高蛋白质食物才能形成他所需的蜘蛛丝。作为一名极客,我很好奇他需要摄入多少蛋白质才能维持他和犯罪行为作战的生活方式。
如果具备一些物理、数学和基本的生物化学知识,这个问题就能迎刃而解。我们需要算出蜘蛛丝的强度、蜘蛛侠在蜘蛛丝上施加的力,那么我们就能够确定蜘蛛侠需要的蛋白质的数量及种类。
假定蜘蛛侠放射的蜘蛛丝和欧洲花园蜘蛛十字园蛛(Araneus diadematus)的牵引丝性质相同。这意味着它的拉伸强度和钢琴丝类似,拉伸强度是指材料断裂前所能承受的最大应力。
钢琴丝的拉伸强度达到11亿帕斯卡(Pascal)。帕斯卡是压强的单位,是指单位面积上受到的压力。
根据Marvel 字典,蜘蛛侠质量为75kg。利用牛顿第一定律,我们可以计算出蜘蛛侠的重力,它等于质量乘以重力加速度,结果是大约735牛顿。
通过力除以蜘蛛丝的拉伸强度,我们可以确定蜘蛛丝的横截面积。忽略细小的计算,蜘蛛侠能够依靠小于1mm粗的蜘蛛丝吊在天花板上。
现在我们需要计算全部蜘蛛丝纤维的体积,假定蜘蛛侠午餐前拯救世界的行动需要100m蜘蛛丝。蜘蛛丝比水略重,因此100m蜘蛛丝大约重87g。
一个鸡蛋里的蛋白质大约为6g,所以如果蜘蛛侠打算用100m蜘蛛丝,他的早餐只需要15个鸡蛋,这还不赖。
但是蜘蛛丝主要是由一种叫做蚕丝蛋白的蛋白质构成。蛋白质是由不同的氨基酸组成,而蚕丝蛋白中甘氨酸的含量大约为42%,但鸡蛋中甘氨酸和丝氨酸的含量仅占10.7%(考虑丝氨酸是由于它很容易地转化为甘氨酸)。因此蜘蛛侠需要摄取的鸡蛋蛋白质是蜘蛛丝蛋白质的四倍多,这意味着如果需要100m蜘蛛丝,他早餐要吃60个鸡蛋。
这还不是最终结果。如果他从建筑物跳下去,像他在电影中部署蜘蛛网去救跌落的Mary-Jane那样的话,又会怎样呢?
在这个场景中,蜘蛛侠从阳台跳下,下降七秒直到蜘蛛丝阻止他继续下降。他已经拉住了Mary-Jane,假定他们合起来的质量为125kg。他需要多少蜘蛛丝呢?
从蜘蛛侠跳下的那一刻,我们可以计算他下降了大约240米(这个阳台真高)。假定蜘蛛丝伸展到最大值,制动距离大约是埃菲尔铁塔的高度。下降过程中蜘蛛丝的冲击力大约是他们质量的35倍。
这比蜘蛛侠自身悬在蜘蛛丝末端需要的力的六倍还多。考虑到下降距离和额外的力,蜘蛛侠需要1.3kg蜘蛛丝。因此我估算他必须早餐吃掉大约900个鸡蛋,才能确保他在这一个场景中有足够的蜘蛛丝。我猜想 Aunt May可能注意到了这点。- 上一篇 >发行规模大增 2022年绿色债券市场扩容可期2022-02-17
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