学物理还能救命？这些登山装备和知识要了解，救援专家：是真的

在集上看到有卖绳索和金属扣的，突然想起了我热爱的登山和救援活动，特来跟大家分享一下，高空救援或者是登山中用到的物理学知识。有了物理学的加持，可以让你更好地发挥绳索和装备的作用，关键时刻可以救命。

图1 常见的登山绳

一、动量定理助我们选择不同类型的绳索

不论是登山、高空作业、高空救援、高空逃生等作业过程中，绳索都是必须的装备。大家耳熟能详的绳索类型主要有静力 绳和动力绳 。

动力绳 的特点和性能指标：静拉力为2000kg，直径为8~12mm，常用的为10mm或10.5mm；延展性为6%~8%；适用于攀登。

静力绳 的特点和性能指标：静拉力为2000kg，直径为8~12mm，常用的为10mm或10.5mm；延展性为20%，适用于无太大冲坠的操作、下降、探洞、救援等。

我们看到，这两种绳子的主要区别就是延展性（弹性）不同，动力绳的延展性小于静力绳的延展性。

图2 崖降中的绳索使用

在实际的使用中，不论是上升还是下降，静力绳也常常作为副绳（保护绳），用于坠落保护。为什么延展性（弹性）更好的静力绳可以作为保护绳呢？

这就要靠动量定理来解释了。动量定理的表述为：合外力的冲量等于物体动量的增量 。用数学公式来表达即：FΔt=mv1-mv2 。

人在下坠过程中，在弹性更好的静力绳的保护下，从坠落到静止下来的时间Δt 比较长，这样，人受到的冲击力F 就比较小，从而减小冲击力对人体的伤害，起到保护的作用。

图3 八字环

二、巧用摩擦力助我们轻松控制下降速度

可能很多喜欢户外运动的小伙伴都喜欢崖降、瀑降。在这两种运动中，有一种装置是大家非常熟悉的，这就是八字环 。

八字环也被称为逃生 器或者是缓 降器，一些特殊的八字环（比如牛角八字环）还可以完成空中悬停这样的动作。

是什么让八字环能够帮助我们用比较小的力量就能轻松控制下降速度呢？这就是因为八字环利用了绳子和八字环之间的摩擦力 。

图4 牛角八字环

在下降的时候，由于摩擦力 的合力方向是沿着绳索的不断改变，最后变成向上的拉力。绳索沿着八字环表面的摩擦力大小与绳索与八字环之间的压力成正比，即，f=μN 。

其中，f 是绳子与八字环之间的摩擦力，μ 是绳子与八字环之间的滑动摩擦系数，N 是绳子对八字环表面的正压力。只要我们控制绳索对八字环的压力，就能控制摩擦力的大小，从而让我们控制下降的速度。

由于让八字环发挥作用的是滑动摩擦力 ，所以在使用八字环的时候，要注意上面的手不要太靠近八字环，一是防止手套卷入八字环影响绳子在八字环上的滑动；二是防止，由于绳索和八字环之间的摩擦导致八字环温度升高带来的烫伤。

图5 抓结

三、抓结

其实，在登山等高空作业的过程中，利用摩擦力 的安全装置，不仅有八字环，另外一种户外运动中最常用的绳结：抓结 ，也是利用摩擦力来发挥作用的装置。

我们来看一个抓结的图，如图5，普鲁士抓结（也称作鸡爪结）抓结可以用于防止突然下坠，也可以用于制作在上升过程中的蹬踏装置。

当抓结的蹬踏部分受力紧张的时候，抓结就会通过收紧圈套在主索上的绳结，增加绳索之间的摩擦力，来让绳结完成抓紧主索的动作。

另外，只要我们放松抓结的蹬踏位置，抓结就可以放松与主索之间的摩擦，从而保证抓结可以在主索上根据需要上下移动。

图6 三分之一系统

四、用好滑轮组，高空救援更省力

在高空救援的时候，我们常常要使用滑轮组，通过省力的方法来提升重物（比如担架）。在组成救援滑轮组的时候，其实不仅仅可以用专业的滑轮，也可以用挂扣和绳结来组成滑轮组。

后者是在我们的救援装备不足的时候才采用的。尽管这种方式没有专业的滑轮组效率高（系统摩擦比较大），但是通过调整滑轮组的省力比例，我们也可以获得一套高效的省力装置。

当然了，滑轮组也通常可以跟上升装置配合，在搭建横跨山涧或者是河流的溜索系统的时候，用于张紧主索。

滑轮其实就是一个可变支点的杠杆。滑轮组就是多个滑轮（定滑轮和动滑轮）组成的系统。通常用于救援的省力系统有三分之一系统、五分之一等系统。

图7 四分之一系统

总结

用于登山、救援、高空作业保护等装置远不止我们前面介绍的这几条，它们只是众多登山和救援装备中的“冰山一角”。但是，不论哪个装备，都是利用了深刻的物理学原理。

学好物理，我们就能灵活使用这些装备，甚至是在装备不足的情况下，完美完成任务。而不仅仅是生搬硬套救援培训中的方法，不会灵活变通了。看来学好物理真的很重要，关键时刻能救命，并不是虚言。

我是老郭，物理系毕业生，科学爱好者，持续为您提供高质量的科普文章。如果您对这些知识有兴趣，我的头条专栏《零基础物理学入门——力学篇》里面有更详细的介绍，可以给您提供系统性的帮助，赶快订阅吧。

悬崖速降，登山攀岩，高楼逃生八字环索降技巧。 #绳索技术

八字环操作演示：

·将主锁扣入大环，将绳索对折穿入大环，套过小环，取出主锁，反转扣入小环，右手控制下方绳索下降。

·如果是专业训练场地，绳和八字环的挂入方式讲究不多，若是在野外崖壁上下降，下面的挂入方式会有形成雀头结锁死空中的风险。

·如果绳子比较细，下降速度难以控制，可以在原来基础上将下方绳再次绕过主锁，增加摩擦力。

·倘若绳子比较粗，可以将绳子对折穿过大环后，将绳子和小环平行扣入主锁，摩擦力减小，但是会对主锁造成一定的损耗，这是所谓的运动模式。

相关问答

登山绳索分为静力绳和动力绳,绳索不是一次性的.下降还需要下降的器械,比如八字环或者ATC,一般登山用八字环为主.一般从山上下降,尤其是阿尔卑斯攀登,都是在上...

登山安全绳的最常见打结方法:将绳子分为左右两边,在不产生纽结的状况下即可将绳子捆绑好。在分绳子时,一次的长度最好等于两手张开的最大距离。太短的话,捆...

悬崖速降是由登山派生而来,勇敢的登山者们遇水而涉,逢崖而降,逢岩而攀。速降逐渐以其特有的魅力吸引了一批山野爱好者走进悬崖峭壁、峡谷溪流中去体验飞翔的感...

登山前的准备工作1、先了解登山旅游路线,计划好休息和进餐地点,最好有熟人带路,防止盲目地在山中乱闯。2、对山上的气候特点应有所了解,争取在登...

[最佳回答]1.速降真的不是两只手抓着绳子滑下来!2.攀升的话比较困难,你要是体力好就抓着绳子硬上吧.3.缓降的话用比较原始的一个方法是把绳子在腰上绕两圈或者...

双八字结具备耐力强、牢固等优点,在安全方面非常值得信赖;经常被登山人士作为救命绳结使用。不过美中不足的是双重八字结的绳圈大小很难调整,而且当负荷过重,...

[回答]你小孩现在是姿势性的内八字,足的骨骼和软组织没有畸形。我认为不用矫正,继续观察就行了。穿矫形鞋是因为足的软组织或骨骼有畸形,通过矫形鞋外力的...

[回答]包含“山”的成语共有677个挨山塞海安如太山安如泰山安若泰山安于泰山巴山度岭巴山蜀水巴山夜雨巴山越岭拔地摇山拔山超海拔山盖世拔山举鼎拔山扛鼎...

铜亭坐落在颐和园万寿山佛香阁景区西侧的宝云阁,建于乾隆二十年(1755年)。自打宝云阁也纳入排云殿、佛香阁景区之内,国内外游客,到颐和园只顾欣赏皇家园林...

展开剩余-20%试试精准生辰八字算命梦见妖精,是好的征兆,妖精总是化身为小孩或仙女的模样出现。