刚 体 碰 撞
问题:如果你是刚体,被目前最快的高铁撞会飞多远?—— SoTWild
目前正常运行速度最快的高铁是复兴号,速度为 ,在试车时它也创造了高铁的世界纪录, 。我们都来算一算。当然前提是你和高铁都是刚体,否则你和乘客都不好受。
在高中物理选修一中会学到动量守恒的知识,运用这一章的知识可以轻松解决这类问题。只需要两个公式:
(1)动量守恒:
(2)动能守恒:
设高铁速度为 ,质量为 ,碰撞后质量为 ,人质量为 ,碰撞后速度为 ,碰撞前速度为 。
人的质量就算 好了,经过搜索,复兴号整车质量差不多为 ,带入可得:
因为 是已知的,所以这是一个二元二次联立方程组,所幸前一个是一次的,就不难解了。
被正常运行的复兴号撞时, 差不多是 。
解得 ,
如果你能想办法参与试车,并趁人不备跳上铁轨, 差不多是 。
解得 ,
显然高铁速度不会因你改变,显然这是一物体速度为零时的某种特殊情况,但因为没学,我不会这种技巧。
有趣的是你差不多超音速了,这可能会对附近居民造成困扰
水平撞击会如何?
如果你蹲在铁轨上,你会被水平击飞,这绝非什么刺激的体验,以这样的速度摩擦铁轨......等等,撞这么一下是不会活下来的。
那么如果飞起来呢?
因为复兴号的车头是有一定角度的,所以只要你稍稍跳起,你可以被撞到空中,而不是擦铁轨。
将得到的速度分解(其实这么做可能不太正确,但斜面撞击物体的情况辅导书上没有),就可以计算你能飞多高,多远。
普通复兴号:
水平速度
垂直速度
用必修一知识可以解决这个问题,你能飞 ,飞 ,这可比高铁快多了(doge
试车时:
水平速度
垂直速度
可以飞 ,飞 。
最有趣的是,碰撞后高铁速度不受影响,所以还可以再撞,再撞。
能不能再离谱一点?
可以。试试撞人类创造出的速度最快的东西。
速度最快的人造物是一块井盖。它本来位于美国的洛斯阿拉莫斯国家实验室,在一次地下核试验中,由于当量计算错误,核弹的威力多了 倍,这个井盖被炸飞,摄像机只拍到一帧它的画面,也就是说它的速度至少为 。
我们来试试:
通过计算,你的速度将达到约 。好像,也就那样,不比这井盖强多少。