充气娃娃,在日本宅男群体中比较常见,虽然在中国也可以买到,但是其价格比较昂贵,一般青年还买不起。它是一种仿真人外形的成人性用品,按照少女体型1:1的比例制成。充气娃娃充气后比较柔软,有弹性,皮肤与真实少女相似,手感很好。而且充气娃娃便于携带,可以带到车上或者野外帐篷里使用,同时,这个娃娃还可以清洗,因此可反复使用。既然这个娃娃有那么多优点,那么使用它一次肯定要付出代价,那就让我们计算一下使用一次充气娃娃需要消耗多少体力呢?
我们可以这样来估计,假设充气娃娃的使用者是一个体重为60千克的男子,那么考虑到地球上的重力常数是10牛顿每千克,就可以知道这个男子的重量是600牛顿。那么,这个男子把自己的身躯置于充气娃娃上面的时候,需要不断上下做功,也就是说,人的重心要不断改变——物理上称为简谐振动。我们假设每秒钟重心的改变频率是2次,每次的振动幅度是0.1米。那么,这个男子的重心的平均移动速度是0.2米每秒。
这样,现在就可以计算出男子对充气娃娃做功的功率了,如果读者还记得初中时代学过的P=FV的公式(这个公式给出了汽车的功率与牵引力以及速度的关系)的话,功率是力与速度的乘积。那么男子在做功的时候,功率是600牛顿与0.2米每秒的乘积,也就是120瓦特。我们知道,一般家里用的LED灯泡的功率在15瓦特,所以,使用一次充气娃娃,这个男子消耗的功率相当于同时点亮8盏LED灯泡。我们已经知道了功率,那么怎么才可以求出使用一次充气娃娃需要消耗多少体力呢?
原来,我们还需要另外一个物理公式,那就是W=pt,这个公式表示做功等于功率与时间的乘积。因此,如果这个男子使用充气娃娃时一直持续了1000秒的时间,我们可以算出他做功为120x1000=120000焦耳。 作为对比,我们知道1克煤炭烧光可以放出30000焦耳能量,所以,这个男子使用一次充气娃娃,大概要消耗烧光4克煤炭的能量。
使用充气娃娃并不是一件可耻的事情,充气娃娃的发明减少了恶性强奸案的发生,对社会公共安全是功德无量的。作者在全文中其实一直在写科学,也不想多做任何道德评判,总之,这是仅仅一个物理问题。