“扛竿”与“顶蛋”哪个更难？.pdf

扛竿”与“顶 蛋”哪个更难？ 张宇 机械 06 班 000584 扛竿和顶鸡蛋都是具有中国特色的杂技节目， 这两个节目哪个更难表演呢？ 如果单从重心的高低来做判断， 那就难免要得出错误的结论 首先来谈 “扛竿” 现在的扛竿， 在汉代称为 “缘竿” ， 据说有两种： 一种 是头顶高竿， 另一种是在车上或地上立高竿， 艺人在上面 表演 有这样一个场面： 一力士顶着竹子做的高竿， 有三 个孩子在竿顶上表演的，各作鸟飞和倒挂等姿势 为什么表演这个节目一要用长竿， 二要用竹竿呢？为 了说明方便， 我们以图 1 为例来剖析一下现代 “扛竿” 表 演中的力学原理 在力学中， 把作用线交于同一点的几个 力称为汇交力当仅有 3 力作用时，他们或者是汇交力， 或者是平行力，而且合力等于零 不难看出，图中竹竿在 演员乙的作用下要发生 “弓状 弯曲” （受左腿的拉力 F 1 ，同时又受右腿的蹬力 F 2 ） ，从 而便于演员甲调整肩部的姿势，以便保证支撑反作用力 F 3 的作用线能够通过 F 1 和 F 2 的交 点 C， 在理 想情况下， C 点恰好就是演员乙的重心 由图 2， 不难分析演员乙的受力状态： 由一个汇交 力作用于重心 C 点。

P 1 ＋P 2 表示演员乙合丙的 总重 量， F 1 ’ 为 F 1 的反作用力， 而 F 2 ’ 则为 F 2 的反作用力 从合力 为零 的条 件中 ， 我们还 可以 找到 一条 使 演员 省力的诀窍 F 1 ’ ，F 2 ’ 和其合力 F 恰 好构成一个平行四边形， 而且 F 必须与 P 1 ＋P 2 大小相等、 方向相反， 如图２ 所示， 演员 乙的 步伐 跨 的越大 ，即 两腿 间的 夹 角θ 越大， 才能使 F 1 ’ 和 F 2 ’ 的夹角 （他和θ角互为补角） 越小， 这样才能 获得较大的 合力 F ， 演员就较省力 由此可见， 演员省不 省劲， 跟两腿分开的距离大有关系 这里恰好遵循这一条力学中分力、 合力关系的准则： 分力夹角大， 则合力小； 分力夹角小，则合力大 此外， 高竿本身也有一定学问 竿子应当具有一定的柔性， 以利于发生 “弓 状弯曲” ， 这就有点像撑杆跳高中采用 “香蕉竿” 的道理一样， “弓状弯曲” 的竿 容易形成汇交力， 所以不采用木柱而采用竹竿其道理就在于此 除柔性外， 竿子 还必须具有一定的高度， 高度增加后， 虽然整个系统的重心要上升， 从而丧失一 定的“稳 度” ， 即降低 了稳定性 ，但是 竿子长 了以后， 对于演 员甲来 说调节平衡 位置的范围和能力却增加了， 从这个意义上讲， 古人曾采用一丈八尺的高竿进行 表演就不足为奇了。

可见， 顶技的难度大小并不光是看重心的高低 有时重心升高反而有利， 而 重心太低反而会增加表演的难度，比如说顶鸡蛋 一个竖着的鸡蛋的重心高度还不足 3 厘米， 然而却很难使它维持平衡， 其中 奥秘与“倾倒速度” 、 “倾倒时间”有着密切关系 竹竿重心高， 稳定性不及鸡蛋； 但从另一方面来看， 由于竹竿重心高， 因而 从开始倾倒至倾倒在地， 所需时间倒是比鸡蛋倒下的时间长得多 而且竹竿倒下 时的速度还与偏角有关， 偏角越大， 重心就越低， 这样竹竿倒下所转化的动能也 就越大， 因而速度就越大； 偏角越小则倾倒速度就越小 例如， 对于一根３米长 的竹竿来说， 当他顶端偏离平衡位置半厘米时， 偏角只有 5 分 4 秒， 竿顶的下降 高度只有 0.0004 厘米， 而倾倒速度为每秒 0.63 厘米， 还不及鸡蛋倾倒速度的 1/7 由此可见，在偏离平衡位置相同距离的情况下，重心越高，倾倒速度越小， 需要的时间就越长 因此， 长竿重心高固然有稳定性差的一面， 但是因为它开始 倾倒的速度很慢， 在基底可动的情况下， 有足够的时间来调节平衡， 从而变不利 为有利， 反而使得竿越长越容易保持平衡， 特别是当竿顶有演员表演体操时， 由 于重心进一步提高，反倒比没有演员时更容易调整平衡。

从以上的对比分析中，不难得出结论： “顶蛋”要比“顶竿”难得多！ 。