Falling physics that Every Climber Needs to know
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0:02 - 0:04上面写着KN 千牛顿
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0:05 - 0:13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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0:13 - 0:15KN 到底意味着什么意思
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0:16 - 0:20以及攀爬冲坠过程中所涉及的力是哪些
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0:20 - 0:27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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0:27 - 0:30但首先 让我们看看力是什么
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0:30 - 0:33我喜欢和我的Instagram粉丝一起互动
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0:33 - 0:35所以我决定问问他们
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0:35 - 0:39当他们听到“力”这个词时 他们会想到什么
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0:39 - 0:43一半的人说这和《星球大战》 有关
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0:43 - 0:44很好
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0:45 - 0:51在你觉得我Instagram上一半的粉丝都很聪明之前
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0:51 - 0:54我不得不说 大多数人根本没有投票
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0:54 - 0:56所以我想象大家可能是这个状态
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0:56 - 0:58力指的是什么
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1:01 - 1:04好的 那些聪明的人说
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1:04 - 1:07*力 是 质量 加速度 **
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1:07 - 1:09这是牛顿第二运动定律
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1:09 - 1:11这个人提出了这个定律
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1:11 - 1:14这就是为什么我们用牛顿这个单位来测量力
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1:14 - 1:17当你思考它的时候
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1:17 - 1:19想象一下牛顿
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1:22 - 1:25所以我们用kg 作为质量单位
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1:29 - 1:33加速度 以m/s²为单位
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1:36 - 1:40力以n(牛顿)来做单位
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1:43 - 1:48为了更好地理解这个公式 它就像1牛顿
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1:49 - 1:52推动一千克的质量
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1:52 - 1:59使质量的加速度是1m/s²
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1:59 - 2:01这里有一个锁扣
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2:02 - 2:05如果我把全身重量都压在上面
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2:05 - 2:06像这样
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2:06 - 2:10问题是 现在这个锁扣的力是多少
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2:10 - 2:12如果我们回头看这个公式
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2:13 - 2:16我们可以说 m 就是我的质量
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2:16 - 2:18乘以加速度
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2:20 - 2:24加速度是多少 我挂在树上 没有运动 没有加速度
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2:25 - 2:27或者有一个加速度
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2:30 - 2:34你们可能见过这个实验
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2:34 - 2:37有一个轻的物体和一个重的物体
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2:37 - 2:41问题是 如果我同时放开它们
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2:42 - 2:44哪个会先着地
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2:45 - 2:46让我们试一试
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2:56 - 2:59所以是的 它们同时下落到地面
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2:59 - 3:02因为重力就是这样 它让物体下落
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3:02 - 3:07以同样的加速度 9.8m/s²
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3:16 - 3:18所以当我挂在锁链上的时候
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3:19 - 3:20地心引力把我往下拉
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3:20 - 3:23但是为了让我不向下移动
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3:23 - 3:26一定有一个相反的力
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3:26 - 3:27把我拉上来
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3:27 - 3:29这里我有一个弹簧
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3:30 - 3:33当重力将岩石向下拉时
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3:33 - 3:35弹簧将岩石向上拉
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3:36 - 3:39这个锁扣实际上就像一个非常非常硬的弹簧
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3:39 - 3:41它把我拉上来
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3:41 - 3:44当我挂在锁扣上时
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3:44 - 3:46锁扣的分子会趋于分散
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3:46 - 3:50原本分子聚集的力量会产生类似拉的作用
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3:50 - 3:54这种在低拉力下的扩张你是看不到的
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3:54 - 3:56但是大的力就可以
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4:02 - 4:07结果是这个锁扣举起了我的体重
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4:08 - 4:13以同样的9.8m/s²的加速度
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4:13 - 4:16也就是大约600N
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4:16 - 4:19是啊 六百个这样的东西
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4:19 - 4:22才能拉住我这样的瘦子
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4:29 - 4:30好了 我们继续
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4:31 - 4:37这个主锁显示它能承受26kn的重量
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4:38 - 4:41KN等于一千牛顿
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4:41 - 4:46所以这意味着它能承载40个我
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4:46 - 4:49我希望我有一台克隆机器
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4:49 - 4:51这样我就可以向你们展示这个
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4:53 - 4:58然后想象一下我能制作多少视频
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5:01 - 5:03如果你想见我们
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5:04 - 5:06创建更多像这样的视频
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5:06 - 5:09点击点赞和关注按钮 它确实有帮助
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5:09 - 5:10我保证
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5:10 - 5:16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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5:19 - 5:24好吧 你可以用一个锁扣挂40个我
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5:25 - 5:26这很厉害
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5:27 - 5:30虽然有些事情你必须知道
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5:30 - 5:34首先 这些负荷参数是针对新装备的
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5:34 - 5:37磨损不包括在这个评级之内
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5:38 - 5:39这有多糟糕
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5:39 - 5:44我问了我在油管HowNOTtoHighline频道的朋友Ryan
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5:44 - 5:47因为他有破坏东西的爱好
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5:48 - 5:50根据他的测试
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5:50 - 5:53大多数金属都很耐用
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5:53 - 5:56而软性材料的东西
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5:56 - 5:59完全不同
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5:59 - 6:03[Ryan] BD的 22KN 扁带
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6:09 - 6:09什么
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6:11 - 6:13MBS是多少 22kn吗
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6:13 - 6:17是的 一个性能为22kn的扁带
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6:17 - 6:19在6kn左右就断了
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6:20 - 6:21接下来是另一个例子
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6:22 - 6:25[Ryan] 这是另一个状态很好的扁带
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6:25 - 6:27没拉扯过
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6:28 - 6:29[Ryan] 对 没拉扯过
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6:30 - 6:32我会把我的狗拴在上面
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6:38 - 6:40我可不会把一条大狗拴在上面
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6:43 - 6:47让我们看看你能用这个牵住多大的狗
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6:48 - 6:50哦 一个吉娃娃吗?
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6:51 - 6:55是的 所以如果你是那种喜欢省钱的人
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6:55 - 6:58用着很旧的且磨损的扁带
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6:58 - 6:59祝你好运
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6:59 - 7:0024kn
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7:04 - 7:06这并没有延伸太多
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7:06 - 7:09哦 猜猜猜
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7:09 - 7:09你猜怎么着?
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7:09 - 7:11[Ryan] 4kn
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7:11 - 7:13搞什么鬼 伙计
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7:13 - 7:194kn 那这个扁带能承受多少
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7:19 - 7:24这很简单 只要用4000除以9.8
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7:24 - 7:27如果你想简单一点 除10代替
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7:27 - 7:29你得到400公斤
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7:30 - 7:33这听起来很多
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7:34 - 7:35好吧
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7:36 - 7:41所有这些都是我一直在讲的从力到千克的换算
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7:41 - 7:45都是基于重量是静止的这个事实
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7:45 - 7:49一旦物体开始下落 一切都会改变
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7:54 - 7:57你们刚才看到的是DMM的一段视频
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7:57 - 8:00他们扔下了80公斤的重物
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8:00 - 8:03破坏了一个全新的Dyneema扁带
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8:04 - 8:06我的目的不是吓唬你
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8:06 - 8:07恰恰相反
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8:07 - 8:11我想让大家意识到 攀岩装备并不是魔法
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8:11 - 8:14如果你使用错误 它可能会失效
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8:17 - 8:18事实上
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8:18 - 8:20你知道岩友在攀爬失败时
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8:20 - 8:22喜欢说的这个笑话吗?
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8:22 - 8:24今天的引力有点大
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8:25 - 8:27事实证明这是真的
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8:27 - 8:30重力确实每个月都在变化
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8:30 - 8:31所以
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8:31 - 8:36如果你是那种喜欢抱怨今天湿度
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8:36 - 8:37或温度不好的人
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8:37 - 8:41现在你有权利抱怨今天是糟糕的重力日
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8:42 - 8:48好了 让我们看看当物体开始下落时会发生什么
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8:51 - 8:53这是一个10米长度的下落
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8:54 - 8:58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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8:58 - 9:02它的公式和之前的差不多
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9:02 - 9:04除了需要乘以这个
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9:04 - 9:07攀爬者下落的距离
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9:07 - 9:11然后除以攀爬者减速的距离
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9:17 - 9:19你有没有注意到
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9:19 - 9:21攀爬者落下时的冲击力相对比较软
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9:23 - 9:26所以想象一下在高速公路上开车
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9:27 - 9:31通过轻轻地踩下刹车去停车
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9:32 - 9:33没有问题对吧
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9:33 - 9:35现在想象你没有开那么快
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9:35 - 9:38你在一个城市里 你开得很慢
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9:38 - 9:39但是你撞上了一座桥
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9:40 - 9:43感觉不太好 对吧?
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9:44 - 9:47这是我想让你们记住的第一件事
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9:47 - 9:50对攀登者的冲击
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9:50 - 9:57永远是攀登者下落的距离除以下落面距离
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9:58 - 9:59让我们计算一下
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9:59 - 10:02下落的距离大约是4个快挂
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10:02 - 10:06而下降的距离大约是2个半快挂
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10:07 - 10:10我们得到大约860牛顿
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10:10 - 10:14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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10:14 - 10:18大约是1.3kn
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10:19 - 10:19这并不多
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10:20 - 10:23尽管这个公式有一个小问题
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10:23 - 10:28因为它总是会给你一个值 比实际值略低
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10:29 - 10:32但是展示更精确地计算
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10:32 - 10:36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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10:36 - 10:38但我们不需要这样做
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10:38 - 10:42因为我们可以依靠现实生活中的实验数据
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10:42 - 10:45谁为我们提供这些数据
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10:45 - 10:47大家好 我是Ryan Jenks
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10:47 - 10:49广告已经足够了
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10:49 - 10:51在这个视频中
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10:51 - 10:54他们放了一个设备来测量攀爬者所受的力
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10:54 - 10:56然后做了一系列的冲坠
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11:07 - 11:09为了科学
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11:14 - 11:161.87kn的力
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11:16 - 11:17所以在我看来
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11:17 - 11:20大部分的冲坠都是一个很好的保护案例
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11:20 - 11:23低于2kn
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11:23 - 11:26现在我们来看看这两个极端的例子
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11:27 - 11:30左边的攀登者在挂片上方5米
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11:30 - 11:32所以会有10米长的冲坠
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11:32 - 11:34加上绳索的延展性
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11:34 - 11:37保护者可能有一米的余量
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11:37 - 11:41然后在快挂之间可能还有一米的余量
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11:42 - 11:45所以总的来说 我们将看到12米的坠落
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11:45 - 11:48而右边的攀爬距离挂片只有一米
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11:49 - 11:51假设保护员非常害怕
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11:51 - 11:55他要硬生生地接住攀爬者 并没什么缓冲
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11:55 - 11:57我们看到的是两米高的坠落
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11:58 - 12:01所以从12米高的地方摔下来
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12:01 - 12:03还是从2米高的地方摔下来
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12:03 - 12:06你觉得哪个对攀岩者来说比较软
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12:06 - 12:10让我们看一下 我们已经知道了会掉下来多少
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12:10 - 12:15但现在我们需要找出两种情况下的减速距离
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12:15 - 12:17这主要取决于两个因素
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12:18 - 12:20首先是保护者的位移
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12:21 - 12:22一个非常非常大的冲坠
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12:22 - 12:25保护员大概会飞两米左右
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12:26 - 12:27在小的冲坠时
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12:27 - 12:30让我们假设 对于初学者来说有非常常见的错误
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12:30 - 12:34保护员只是收紧绳子和反应迟钝
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12:34 - 12:38第二个因素是绳子的伸展性
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12:38 - 12:40绳子制造商声称
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12:40 - 12:43如果你把80公斤的质量放在一根动力绳子上
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12:44 - 12:47像这样静止不动
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12:47 - 12:49绳子会伸长10%
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12:49 - 12:52当你先锋状态下冲坠 动态拉伸将会
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12:53 - 12:55高达30%
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12:55 - 12:59嗯 高达30%对我们来说不是很有帮助
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12:59 - 13:02我们需要知道的是绳子
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13:02 - 13:06从2到4千牛顿的拉力时的变化
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13:07 - 13:09再一次 我给Ryan发了消息
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13:09 - 13:13所以我要拉一根动态绳子 看看它拉伸了多少
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13:13 - 13:15一开始 我们以为会很简单
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13:15 - 13:16去公园就行
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13:16 - 13:18用不同的力拉伸绳子
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13:18 - 13:21测量绳子的伸长
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13:21 - 13:25好吧 有时候简单是困难的
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13:25 - 13:29然后你把绳子拉到一定的力 然后把它留在那里
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13:29 - 13:31力开始落在绳子上
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13:32 - 13:33绳子就这么断了
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13:34 - 13:37虽然这很有趣 但对我们来说并不致命
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13:37 - 13:39他需要做的唯一一件事
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13:39 - 13:42就是以他所希望的力尽可能快地拉绳子
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13:42 - 13:44然后测量拉伸程度
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13:46 - 13:48天啊 那是七米标志
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13:50 - 13:526.9米
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13:53 - 14:00这是4kn情况下动力绳的伸展长度
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14:00 - 14:02但还有另一个有趣的因素
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14:02 - 14:04一旦你给绳子施加大的力
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14:04 - 14:08绳子需要一段时间才能恢复到原来的长度
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14:09 - 14:11这就是所谓的绳索休息
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14:12 - 14:14看这些变化真的很酷
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14:14 - 14:17看到龟龟慢慢被拉回来了吗?
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14:20 - 14:21超级有趣
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14:22 - 14:25也许我现在比你更感兴趣
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14:25 - 14:29他在公园里拉了四个小时的绳子
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14:29 - 14:34结果是在2到4kn的力作用下
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14:34 - 14:37绳子拉伸到大约20%
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14:38 - 14:41很好 我们把它用到计算中
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14:41 - 14:45在一个大的下落过程中 我们总共有27米的绳子
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14:45 - 14:49所以这将是5.4米的拉伸
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14:50 - 14:53在一个小的下落过程中 我们有5米长的绳子
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14:53 - 14:55那就是1米的拉伸
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14:55 - 14:58然而 我们的保护员却惊慌失措 奋力挣扎
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14:59 - 15:06所以他会自己留半米 给攀登者留下半米
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15:07 - 15:10对于攀岩者来说 长距离的冲坠
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15:10 - 15:15比小的冲坠要软2.5倍
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15:16 - 15:19我喜欢有趣的事实 这是另一个
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15:19 - 15:21想象一下你没有完攀
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15:22 - 15:27但是那天的湿度 温度 甚至重力都很好
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15:28 - 15:31你仍然可以责怪月亮
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15:31 - 15:33[旁白]可以忽略不计 但确实
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15:33 - 15:39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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15:39 - 15:43所以 如果你想在月亮正对着你的时候完成线路
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15:44 - 15:45那加油
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15:46 - 15:50我记得当时我在攀爬一条35米长的路线
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15:50 - 15:53这是我第一次成功地把所有的动作连接起来
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15:53 - 15:55到达顶部锚点时
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15:55 - 15:59当我把绳子拉上来准备放入绳子的时候
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15:59 - 16:01我的保护员看不清楚我
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16:01 - 16:03所以他就给了我很大的绳子余量
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16:03 - 16:09最重要的是 倒数那把挂片在很下面的位置
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16:10 - 16:15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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16:16 - 16:19墙在我面前飞舞
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16:19 - 16:22我在想为什么我还在下落 嗯 这很不寻常
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16:22 - 16:24然后我停下来 抬头看了看
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16:24 - 16:26我上方大概有五六把快挂
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16:26 - 16:29大概有十五米的坠落
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16:30 - 16:33但是下落的过程非常柔软
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16:33 - 16:34就像坐电梯一样
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16:34 - 16:37这是这个视频的另一个要点
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16:37 - 16:39如果攀爬者在很高的位置
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16:39 - 16:42他有很多绳子来承受坠落
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16:42 - 16:45只要他不掉到什么东西上
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16:45 - 16:48无论你如何保护 摔下去的时候会很轻
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16:49 - 16:52然而 如果高度不那么高
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16:52 - 16:55他没有那么多的绳子来吸收下落
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16:55 - 16:59那么一个好的动态缓冲保护是非常重要的
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17:00 - 17:03你可以问任何一个轻度攀岩者
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17:03 - 17:07有多少次他们的脚踝因为硬着陆而受伤
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17:08 - 17:10好了 让我们换个话题
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17:10 - 17:11我们来谈谈摩擦
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17:12 - 17:17因为摩擦力越大 对攀登者来说 摔得越重
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17:17 - 17:20这有一个非常极端的例子
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17:20 - 17:23你们可以看到这里快挂成Z字形
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17:24 - 17:28所以当我下落时 会有很大的摩擦力
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17:28 - 17:29哇 为了科学
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17:34 - 17:39所以摩擦力很大 靠近攀登者的绳子正常伸展
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17:40 - 17:42但是保护者附近的绳子
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17:42 - 17:44不会拉伸太多
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17:44 - 17:47这就像有是更短的绳子 同时有更重的保护员
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17:48 - 17:52让护具承受的力只有2.5kn
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17:52 - 17:55许多力像钟摆一样撞在墙上
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17:57 - 17:59我们就是这样扭断脚踝的
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18:00 - 18:03所以合理的增多快挂
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18:03 - 18:05不仅可以帮助你进快挂和避免这种情况
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18:17 - 18:20同时也减少了攀爬者承受的冲击力
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18:21 - 18:25好 我们回到DMM弄断扁带的测试
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18:26 - 18:30Dyneema扁带是静态的 根本不会拉伸
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18:30 - 18:33我希望你们现在已经明白这种突然的停止
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18:33 - 18:35可以产生巨大的力
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18:35 - 18:38如果没有明白 请别人扇你一巴掌
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18:38 - 18:42你需要理解的基本就是在脸上的这个停顿
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18:42 - 18:44所以让我们做一个非常大胆的
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18:44 - 18:46可能是一个非常不准确的猜测
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18:46 - 18:50这个扁带会大约延伸到5厘米
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18:51 - 18:54所以如果我们放下80千克的质量
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18:55 - 18:57扁带长度120厘米
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18:58 - 19:02吸收距离只有5厘米
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19:02 - 19:05我们看到的是19kn
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19:06 - 19:11如果这都不能把扁带弄断 那肯定会把你弄断
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19:13 - 19:14如果你还在看
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19:14 - 19:18这可能意味着你至少应该有点书呆子气
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19:18 - 19:20这是给你的甜点
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19:21 - 19:27没有引力 物体不会相互吸引
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19:27 - 19:29只有空间和时间
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19:29 - 19:31你觉得自己好像被推入了地下
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19:32 - 19:34不是因为重力
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19:34 - 19:39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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19:39 - 19:42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:
-
- 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 | ||
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