Falling physics that Every Climber Needs to know
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60:02 - 60:04上面写着KN 千牛顿
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60:05 - 60:13看完这段视频 你会比其他99%的攀岩者有更好的理解
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60:13 - 60:16KN 到底意味着什么意思
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60:17 - 60:20以及攀爬冲坠过程中所涉及的力是哪些
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60:21 - 60:28然后我会解释为什么大距离的坠落比小距离的坠落要柔和得多
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60:28 - 60:31但首先 让我们看看力是什么
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60:31 - 60:33我喜欢和我的Instagram粉丝一起互动
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60:33 - 60:35所以我决定问问他们
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60:35 - 60:39当他们听到“力”这个词时 他们会想到什么
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60:39 - 60:43一半的人说这和《星球大战》 有关
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60:44 - 60:45很好
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60:45 - 60:51在你觉得我Instagram上一半的粉丝都很聪明之前
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60:51 - 60:54我不得不说 大多数人根本没有投票
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60:55 - 60:56所以我想象大家可能是这个状态
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60:56 - 60:59力指的是什么
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61:01 - 61:04好的 那些聪明的人说
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61:04 - 61:08力 是 质量* 加速度
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61:08 - 61:10这是牛顿第二运动定律
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61:10 - 61:12这个人提出了这个定律
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61:12 - 61:15这就是为什么我们用牛顿这个单位来测量力
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61:15 - 61:18当你思考它的时候
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61:18 - 61:19想象一下牛顿
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61:23 - 61:25所以我们用kg 作为质量单位
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61:29 - 61:34加速度 以m/s²为单位
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61:36 - 61:41力以n(牛顿)来做单位
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61:43 - 61:49为了更好地理解这个公式 它就像1牛顿
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61:49 - 61:52推动一千克的质量
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61:53 - 61:59使质量的加速度是1m/s²
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61:59 - 62:01这里有一个锁扣
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62:02 - 62:05如果我把全身重量都压在上面
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62:06 - 62:07像这样
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62:07 - 62:11问题是 现在这个锁扣的力是多少
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62:11 - 62:13如果我们回头看这个公式
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62:13 - 62:16我们可以说 m 就是我的质量
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62:16 - 62:19乘以加速度
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62:20 - 62:24加速度是多少 我挂在树上 没有运动 没有加速度
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62:26 - 62:28或者有一个加速度
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62:31 - 62:34你们可能见过这个实验
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62:34 - 62:37有一个轻的物体和一个重的物体
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62:38 - 62:42问题是 如果我同时放开它们
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62:42 - 62:45哪个会先着地
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62:45 - 62:46让我们试一试
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62:56 - 62:59所以是的 它们同时下落到地面
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62:59 - 63:02因为重力就是这样 它让物体下落
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63:03 - 63:08以同样的加速度 9.8m/s²
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63:16 - 63:18所以当我挂在锁链上的时候
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63:19 - 63:21地心引力把我往下拉
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63:21 - 63:24但是为了让我不向下移动
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63:24 - 63:26一定有一个相反的力
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63:26 - 63:28把我拉上来
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63:28 - 63:29这里我有一个弹簧
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63:30 - 63:33当重力将岩石向下拉时
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63:33 - 63:36弹簧将岩石向上拉
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63:36 - 63:40这个锁扣实际上就像一个非常非常硬的弹簧
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63:40 - 63:41它把我拉上来
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63:42 - 63:45当我挂在锁扣上时
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63:45 - 63:47锁扣的分子会趋于分散
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63:47 - 63:50原本分子聚集的力量会产生类似拉的作用
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63:50 - 63:54这种在低拉力下的扩张你是看不到的
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63:55 - 63:56但是大的力就可以
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64:03 - 64:08结果是这个锁扣举起了我的体重
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64:09 - 64:13以同样的9.8m/s²的加速度
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64:13 - 64:16也就是大约600N
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64:17 - 64:19是啊 六百个这样的东西
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64:19 - 64:23才能拉住我这样的瘦子
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64:29 - 64:31好了 我们继续
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64:31 - 64:37这个主锁显示它能承受26kn的重量
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64:38 - 64:42KN等于一千牛顿
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64:42 - 64:47所以这意味着它能承载40个我
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64:47 - 64:49我希望我有一台克隆机器
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64:49 - 64:52这样我就可以向你们展示这个
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64:53 - 64:59然后想象一下我能制作多少视频
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65:02 - 65:04如果你想见我们
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65:04 - 65:06创建更多像这样的视频
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65:06 - 65:09点击点赞和关注按钮 它确实有帮助
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65:10 - 65:11我保证
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65:11 - 65:16我会把从你们那里得到的每一分钱都花在买克隆机器上
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65:19 - 65:25好吧 你可以用一个锁扣挂40个我
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65:25 - 65:26这很厉害
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65:27 - 65:30虽然有些事情你必须知道
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65:30 - 65:34首先 这些负荷参数是针对新装备的
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65:35 - 65:37磨损不包括在这个评级之内
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65:38 - 65:39这有多糟糕
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65:40 - 65:45我问了我在油管HowNOTtoHighline频道的朋友Ryan
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65:45 - 65:48因为他有破坏东西的爱好
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65:48 - 65:50根据他的测试
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65:51 - 65:54大多数金属都很耐用
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65:54 - 65:56而软性材料的东西
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65:57 - 65:59完全不同
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66:00 - 66:03[Ryan] BD的 22KN 扁带
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66:10 - 66:10什么
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66:11 - 66:14MBS是多少 22kn吗
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66:14 - 66:18是的 一个性能为22kn的扁带
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66:18 - 66:19在6kn左右就断了
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66:20 - 66:22接下来是另一个例子
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66:23 - 66:25[Ryan] 这是另一个状态很好的扁带
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66:25 - 66:27没拉扯过
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66:28 - 66:29[Ryan] 对 没拉扯过
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66:31 - 66:32我会把我的狗拴在上面
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66:39 - 66:40我可不会把一条大狗拴在上面
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66:44 - 66:48让我们看看你能用这个牵住多大的狗
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66:49 - 66:50哦 一个吉娃娃吗?
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66:51 - 66:55是的 所以如果你是那种喜欢省钱的人
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66:55 - 66:58用着很旧的且磨损的扁带
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66:59 - 66:59祝你好运
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66:59 - 67:0024kn
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67:05 - 67:06这并没有延伸太多
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67:06 - 67:09哦 猜猜猜
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67:09 - 67:10你猜怎么着?
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67:10 - 67:12[Ryan] 4kn
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67:12 - 67:14搞什么鬼 伙计
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67:14 - 67:194kn 那这个扁带能承受多少
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67:20 - 67:24这很简单 只要用4000除以9.8
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67:25 - 67:27如果你想简单一点 除10代替
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67:27 - 67:30你得到400公斤
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67:30 - 67:33这听起来很多
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67:35 - 67:35好吧
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67:36 - 67:41所有这些都是我一直在讲的从力到千克的换算
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67:42 - 67:46都是基于重量是静止的这个事实
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67:46 - 67:50一旦物体开始下落 一切都会改变
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67:54 - 67:57你们刚才看到的是DMM的一段视频
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67:57 - 68:00他们扔下了80公斤的重物
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68:00 - 68:03破坏了一个全新的Dyneema扁带
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68:04 - 68:06我的目的不是吓唬你
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68:06 - 68:08恰恰相反
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68:08 - 68:11我想让大家意识到 攀岩装备并不是魔法
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68:11 - 68:15如果你使用错误 它可能会失效
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68:17 - 68:18事实上
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68:18 - 68:20你知道岩友在攀爬失败时
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68:20 - 68:22喜欢说的这个笑话吗?
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68:22 - 68:25今天的引力有点大
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68:25 - 68:27事实证明这是真的
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68:28 - 68:30重力确实每个月都在变化
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68:31 - 68:31所以
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68:31 - 68:36如果你是那种喜欢抱怨今天湿度
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68:36 - 68:38或温度不好的人
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68:38 - 68:41现在你有权利抱怨今天是糟糕的重力日
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68:42 - 68:48好了 让我们看看当物体开始下落时会发生什么
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68:52 - 68:54这是一个10米长度的下落
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68:55 - 68:58让我们看看这样的下落会给攀登者带来多大的力
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68:59 - 69:02它的公式和之前的差不多
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69:02 - 69:04除了需要乘以这个
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69:05 - 69:07攀爬者下落的距离
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69:08 - 69:12然后除以攀爬者减速的距离
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69:17 - 69:19你有没有注意到
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69:19 - 69:22攀爬者落下时的冲击力相对比较软
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69:24 - 69:27所以想象一下在高速公路上开车
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69:27 - 69:32通过轻轻地踩下刹车去停车
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69:32 - 69:33没有问题对吧
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69:34 - 69:36现在想象你没有开那么快
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69:36 - 69:38你在一个城市里 你开得很慢
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69:38 - 69:40但是你撞上了一座桥
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69:41 - 69:44感觉不太好 对吧?
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69:44 - 69:47这是我想让你们记住的第一件事
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69:48 - 69:50对攀登者的冲击
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69:50 - 69:57永远是攀登者下落的距离除以下落面距离
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69:58 - 70:00让我们计算一下
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70:00 - 70:03下落的距离大约是4个快挂
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70:03 - 70:06而下降的距离大约是2个半快挂
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70:07 - 70:10我们得到大约860牛顿
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70:10 - 70:14或者如果我们用这个标准的80公斤的攀爬者来代替
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70:14 - 70:18大约是1.3kn
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70:19 - 70:20这并不多
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70:21 - 70:23尽管这个公式有一个小问题
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70:23 - 70:29因为它总是会给你一个值 比实际值略低
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70:29 - 70:32但是展示更精确地计算
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70:32 - 70:36这意味着你们中的大多数人可能会离开这个视频
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70:37 - 70:38但我们不需要这样做
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70:38 - 70:42因为我们可以依靠现实生活中的实验数据
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70:42 - 70:46谁为我们提供这些数据
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70:46 - 70:47大家好 我是Ryan Jenks
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70:47 - 70:50广告已经足够了
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70:50 - 70:51在这个视频中
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70:51 - 70:55他们放了一个设备来测量攀爬者所受的力
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70:55 - 70:57然后做了一系列的冲坠
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71:08 - 71:10为了科学
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71:14 - 71:161.87kn的力
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71:17 - 71:18所以在我看来
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71:18 - 71:21大部分的冲坠都是一个很好的保护案例
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71:21 - 71:23低于2kn
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71:23 - 71:27现在我们来看看这两个极端的例子
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71:27 - 71:30左边的攀登者在挂片上方5米
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71:30 - 71:32所以会有10米长的冲坠
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71:32 - 71:35加上绳索的延展性
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71:35 - 71:38保护者可能有一米的余量
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71:38 - 71:42然后在快挂之间可能还有一米的余量
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71:42 - 71:45所以总的来说 我们将看到12米的坠落
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71:45 - 71:49而右边的攀爬距离挂片只有一米
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71:49 - 71:52假设保护员非常害怕
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71:52 - 71:55他要硬生生地接住攀爬者 并没什么缓冲
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71:55 - 71:57我们看到的是两米高的坠落
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71:59 - 72:02所以从12米高的地方摔下来
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72:02 - 72:03还是从2米高的地方摔下来
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72:04 - 72:07你觉得哪个对攀岩者来说比较软
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72:07 - 72:10让我们看一下 我们已经知道了会掉下来多少
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72:10 - 72:15但现在我们需要找出两种情况下的减速距离
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72:15 - 72:18这主要取决于两个因素
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72:18 - 72:21首先是保护者的位移
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72:21 - 72:23一个非常非常大的冲坠
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72:23 - 72:26保护员大概会飞两米左右
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72:27 - 72:28在小的冲坠时
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72:28 - 72:31让我们假设 对于初学者来说有非常常见的错误
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72:31 - 72:34保护员只是收紧绳子和反应迟钝
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72:35 - 72:38第二个因素是绳子的伸展性
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72:39 - 72:41绳子制造商声称
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72:41 - 72:44如果你把80公斤的质量放在一根动力绳子上
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72:44 - 72:47像这样静止不动
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72:48 - 72:50绳子会伸长10%
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72:50 - 72:53当你先锋状态下冲坠 动态拉伸将会
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72:53 - 72:55高达30%
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72:56 - 72:59嗯 高达30%对我们来说不是很有帮助
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72:59 - 73:02我们需要知道的是绳子
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73:03 - 73:07从2到4千牛顿的拉力时的变化
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73:07 - 73:10再一次 我给Ryan发了消息
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73:10 - 73:13所以我要拉一根动态绳子 看看它拉伸了多少
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73:13 - 73:15一开始 我们以为会很简单
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73:15 - 73:17去公园就行
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73:17 - 73:19用不同的力拉伸绳子
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73:19 - 73:21测量绳子的伸长
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73:22 - 73:25好吧 有时候简单是困难的
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73:26 - 73:29然后你把绳子拉到一定的力 然后把它留在那里
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73:30 - 73:32力开始落在绳子上
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73:32 - 73:34绳子就这么断了
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73:34 - 73:37虽然这很有趣 但对我们来说并不致命
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73:37 - 73:40他需要做的唯一一件事
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73:40 - 73:43就是以他所希望的力尽可能快地拉绳子
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73:43 - 73:45然后测量拉伸程度
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73:47 - 73:49天啊 那是七米标志
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73:50 - 73:536.9米
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73:54 - 74:00这是4kn情况下动力绳的伸展长度
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74:00 - 74:02但还有另一个有趣的因素
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74:02 - 74:05一旦你给绳子施加大的力
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74:05 - 74:09绳子需要一段时间才能恢复到原来的长度
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74:09 - 74:12这就是所谓的绳索休息
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74:12 - 74:14看这些变化真的很酷
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74:14 - 74:18看到龟龟慢慢被拉回来了吗?
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74:20 - 74:22超级有趣
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74:23 - 74:25也许我现在比你更感兴趣
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74:26 - 74:29他在公园里拉了四个小时的绳子
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74:30 - 74:34结果是在2到4kn的力作用下
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74:34 - 74:38绳子拉伸到大约20%
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74:38 - 74:41很好 我们把它用到计算中
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74:42 - 74:46在一个大的下落过程中 我们总共有27米的绳子
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74:46 - 74:50所以这将是5.4米的拉伸
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74:50 - 74:53在一个小的下落过程中 我们有5米长的绳子
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74:53 - 74:55那就是1米的拉伸
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74:56 - 74:59然而 我们的保护员却惊慌失措 奋力挣扎
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74:59 - 75:06所以他会自己留半米 给攀登者留下半米
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75:07 - 75:10对于攀岩者来说 长距离的冲坠
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75:10 - 75:16比小的冲坠要软2.5倍
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75:17 - 75:20我喜欢有趣的事实 这是另一个
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75:20 - 75:22想象一下你没有完攀
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75:22 - 75:28但是那天的湿度 温度 甚至重力都很好
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75:29 - 75:31你仍然可以责怪月亮
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75:31 - 75:33[旁白]可以忽略不计 但确实
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75:34 - 75:39当月亮正对着你时 你的体重会减少一百万分之一
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75:39 - 75:43所以 如果你想在月亮正对着你的时候完成线路
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75:44 - 75:46那加油
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75:46 - 75:51我记得当时我在攀爬一条35米长的路线
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75:51 - 75:54这是我第一次成功地把所有的动作连接起来
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75:54 - 75:55到达顶部锚点时
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75:56 - 75:59当我把绳子拉上来准备放入绳子的时候
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75:59 - 76:02我的保护员看不清楚我
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76:02 - 76:04所以他就给了我很大的绳子余量
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76:04 - 76:10最重要的是 倒数那把挂片在很下面的位置
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76:11 - 76:16所以当我把绳子往上拉的时候 我失去了平衡 摔了下去
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76:16 - 76:19墙在我面前飞舞
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76:19 - 76:22我在想为什么我还在下落 嗯 这很不寻常
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76:22 - 76:24然后我停下来 抬头看了看
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76:24 - 76:27我上方大概有五六把快挂
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76:27 - 76:30大概有十五米的坠落
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76:30 - 76:33但是下落的过程非常柔软
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76:33 - 76:35就像坐电梯一样
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76:35 - 76:37这是这个视频的另一个要点
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76:37 - 76:40如果攀爬者在很高的位置
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76:40 - 76:42他有很多绳子来承受坠落
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76:42 - 76:45只要他不掉到什么东西上
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76:46 - 76:49无论你如何保护 摔下去的时候会很轻
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76:50 - 76:52然而 如果高度不那么高
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76:52 - 76:55他没有那么多的绳子来吸收下落
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76:55 - 76:59那么一个好的动态缓冲保护是非常重要的
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77:00 - 77:03你可以问任何一个轻度攀岩者
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77:03 - 77:08有多少次他们的脚踝因为硬着陆而受伤
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77:08 - 77:10好了 让我们换个话题
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77:10 - 77:12我们来谈谈摩擦
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77:12 - 77:18因为摩擦力越大 对攀登者来说 摔得越重
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77:18 - 77:20这有一个非常极端的例子
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77:20 - 77:23你们可以看到这里快挂成Z字形
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77:24 - 77:28所以当我下落时 会有很大的摩擦力
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77:28 - 77:30哇 为了科学
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77:35 - 77:40所以摩擦力很大 靠近攀登者的绳子正常伸展
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77:40 - 77:43但是保护者附近的绳子
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77:43 - 77:44不会拉伸太多
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77:45 - 77:48这就像有是更短的绳子 同时有更重的保护员
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77:48 - 77:53让护具承受的力只有2.5kn
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77:53 - 77:56许多力像钟摆一样撞在墙上
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77:58 - 78:00我们就是这样扭断脚踝的
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78:00 - 78:04所以合理的增多快挂
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78:04 - 78:06不仅可以帮助你进快挂和避免这种情况
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78:17 - 78:21同时也减少了攀爬者承受的冲击力
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78:21 - 78:26好 我们回到DMM弄断扁带的测试
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78:26 - 78:30Dyneema扁带是静态的 根本不会拉伸
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78:30 - 78:33我希望你们现在已经明白这种突然的停止
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78:33 - 78:35可以产生巨大的力
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78:35 - 78:38如果没有明白 请别人扇你一巴掌
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78:38 - 78:42你需要理解的基本就是在脸上的这个停顿
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78:42 - 78:44所以让我们做一个非常大胆的
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78:44 - 78:47可能是一个非常不准确的猜测
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78:47 - 78:51这个扁带会大约延伸到5厘米
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78:52 - 78:55所以如果我们放下80千克的质量
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78:55 - 78:58扁带长度120厘米
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78:59 - 79:02吸收距离只有5厘米
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79:02 - 79:06我们看到的是19kn
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79:07 - 79:12如果这都不能把扁带弄断 那肯定会把你弄断
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79:13 - 79:15如果你还在看
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79:15 - 79:19这可能意味着你至少应该有点书呆子气
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79:19 - 79:21这是给你的甜点
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79:22 - 79:27没有引力 物体不会相互吸引
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79:28 - 79:30只有空间和时间
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79:30 - 79:32你觉得自己好像被推入了地下
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79:32 - 79:34不是因为重力
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79:35 - 79:39而是因为你脑袋上时间比你脚上的时间变化得更快
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79:40 - 79:42所以如果你想看到更多类似的内容
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- Title:
- Falling physics that Every Climber Needs to know
- Description:
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- Video Language:
- English
- Team:
- Hard Is Easy
- Project:
- Belay Masterclass
- Duration:
- 20:00
Jamin Yan edited Chinese, Simplified subtitles for Falling physics that Every Climber Needs to know | ||
Jamin Yan edited Chinese, Simplified subtitles for Falling physics that Every Climber Needs to know |