弓箭手悖論
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弓箭手悖論(Archer's paradox),是指射箭時,儘管箭剛搭上弦時指向目標的側面,看起來好像會射偏。但射出的箭還是會沿著拉滿弓時箭頭指示的方向前進,進而命中目標。箭射出時箭身的彎曲可以解釋這一悖論。
弓箭手悖論一詞最早由E.J. Rendtroff在1913年提出[1],當時理解的原因是箭被射出時箭身彎曲偏離弓(第一次被Clarence Hickman拍攝到)[2][3],並在朝目標飛行過程中不斷左右來回彎曲[4]。這種動態的彎曲過程常常被錯誤的用來指代 「弓箭手悖論」,給那些只熟悉現代的中心撒放弓的人造成誤解。因為中心撒放弓的箭身總是指向目標,在射擊過程中並未真正出現這種看似矛盾的現象。
細節
[編輯]箭必須具有足夠的撓度(或稱剛性或 「動態撓度」),才能在瞄準時偏離弓身、但射出後回到正確的飛行路線上[5]。如果箭的撓度不正確,箭與弓接觸的接觸情況不確定,從而箭飛出後的受力也無法預測導致準頭下降[6]。另外,如果弓箭選手選用撓度各不相同的幾隻箭,射出時箭身會有不同的彎曲,因此會命中不同的位置。因此,專業弓箭手不僅要根據弓儘量選用撓度在合理範圍內的箭,也要注意一組箭的撓度要高度一致。[7]這些要求可以在靜態撓度測試儀的幫助下實現。
弓的選擇與撓度
[編輯]拉力較弱的弓需要配撓度較低的箭(撓度是箭身的剛性)[8]。拉力較弱的弓在加速箭時造成箭身的變形較小(參考歐拉挫曲),因此箭在射出前必須較容易被彎曲。相反,拉力大的弓需要撓度較大的箭,因為箭被加速時產生的彎曲效果更加顯著[9]。如果箭的撓度太大(箭身較硬),箭身較難被彎曲。因此撒放後隨著弦靠近弓,箭頭會被迫射向目標的旁邊。反之,如果箭的撓度太小(箭身較軟)變形太大,加速時會射向目標的另一邊。極端情況下,箭身可能在撒放之前折斷,造成安全隱患。[10][11][12]
校準
[編輯]動態撓度很大程度上取決於箭杆長度,箭頭重量,與靜態撓度。靜態撓度是靜態條件下箭杆中點的剛性[13]。射箭貿易協會(ATA)(原稱為射箭製造商和招商局組織(AMO))靜態撓度測試方法是在26英寸(0.66米)箭杆的中點處懸掛2磅(0.91千克)的重物[14][15]。美國檢測與材料協會(ASTM)F2031-05(《箭杆靜態撓度(剛度)測量的標準檢測方法》)為在28英寸(0.71米)箭杆的中點處懸掛1.94磅(0.88千克)的重量[16]。 (過時的)英國國家射箭協會(GNAS)系統使用1.5磅(0.68千克)的重量並將箭身兩端(兩支點位於箭頭之後和扣弦處之前)支起。由於兩支點間距離不固定, GNAS不能直接轉換為ATA或ASTM,現已廢棄不再使用。
撓度的主要測量單位是千分之一英寸的偏轉(500的偏轉等於0.500英寸)。有時也通過將26除以英寸的偏轉,將此數值轉換為磅。 (26除以0.500等於撓度為52磅)[17][17]
引用
[編輯]- ^ The Toxophilist’s Paradox. Forest and Stream. 1913-02-08.
- ^ Rheingans, W. R. Exterior and Interior Ballistics of Bows and Arrows - Review. Archery Review. March–April 1936: 236 ff.
- ^ Rheingans, W. R.; Nagler, F. Spine and Arrow Design. American Bowman Review. June–August 1937: 226–232.
- ^ Park, James L. Arrow behaviour in the lateral plane during and immediately following the power stroke of a recurve archery bow. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P: Journal of Sports Engineering and Technology. 2013-09-08, 227 (3): 172–183 [9 November 2012]. doi:10.1177/1754337112464844.
- ^ Park, James L. High-speed video analysis of arrow behaviour during the power stroke of a recurve archery bow. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P: Journal of Sports Engineering and Technology. June 2013, 227 (2): 128–136 [1 June 2012]. doi:10.1177/1754337112446406.
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- ^ Yononindo, Daniel. Archers Paradox up to the Limit !!! Extended Version. YouTube. 2012-02-02. 事件發生在 6m15s [2017-08-03]. (原始內容存檔於2016-03-10).
The breaking of the arrow at the end of the video was NOT due to a lack of knowledge on my part !!! IT WAS QUITE DELIBERATE !!!
- ^ Arrow Spine Information (PDF). yeoldedelphbowmen.com. December 2012 [2013-02-13]. (原始內容 (PDF)存檔於2013-10-20).
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