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純電SUV“撞飛”8噸卡車,牛頓說有可能
如果你一看標題就默認我們在為理想“洗地”,先別著急下結(jié)論,讓我們把這個撞擊測試當做一道物理題,一起來解一解。說不定以后這個例子會成為考卷上的一道試題哦~
先來個實驗場景還原:

視頻里理想i8和乘龍重卡發(fā)生碰撞,結(jié)果讓所有人都目瞪口呆——那輛卡車竟然被撞得四輪離地,最離譜的是,車頭還整個脫鉤,向前翻了過來。小身材竟然“戰(zhàn)勝”了大塊頭,這下可炸了鍋,網(wǎng)友們紛紛化身物理學家,質(zhì)疑視頻的真實性。
有人說:“世界亂了,牛頓你趕緊起來看看吧。”
還有人調(diào)侃:“理想下次是不是要撞坦克了?”
而卡車一方也毫不示弱,直接發(fā)聲明指責理想汽車惡意營銷、實驗造假。還喊出口號:安全不是空口無憑的理想。指名道姓地針鋒相對。

翻翻各種新聞下面的評論,能看出大多數(shù)人都站在重卡一邊。大家普遍認為,兩個物體相撞時,當然應(yīng)該是輕的物體被撞飛才對。這個想法太正常了,因為無論是身邊的各種案例,還是物理定律,都比較符合我們?nèi)粘5闹庇X。
但是,當你真的根據(jù)視頻去做個受力分析之后,就會發(fā)現(xiàn)視頻里的事兒還真的有可能發(fā)生。
既然是實驗分析,我們就先給視頻中的兩輛車做個量化。
理想i8的整備質(zhì)量大概是 2.6 噸。
視頻中的乘龍重卡,雖然被冠以重卡之名,但實際總質(zhì)量也只有 8 噸,而國家標準里,重卡是指 12 噸以上的。所以,這是一輛中型卡車。
視頻里兩車的相對速度是每小時 100 公里。
計算開始:
卡車的質(zhì)量是 m1 =8000 kg,速度是 v1 =50 km/h ≈ 13.9 m/s。
理想i8的質(zhì)量是 m2 =2600 kg,速度是 v2 =50 km/h ≈ 13.9 m/s。
那么,卡車的動能:

理想i8的動能:

卡車動能是理想i8的三倍多。
如果只是一個純粹的正面碰撞,卡車確實占盡優(yōu)勢。
但是,請注意我前面提到的關(guān)鍵變量:力的傳遞方向。
在理想(此理想是真理想,不是理想i8)的物理模型里,我們常常假設(shè)碰撞是在一個點上進行的,而且力是水平方向的。但現(xiàn)實世界中,汽車碰撞的接觸面非常復(fù)雜。特別是卡車和轎車碰撞時,由于卡車底盤高,碰撞點往往不在同一高度。視頻里,我們可以看到卡車的駕駛室部分在碰撞后有一個向前翻轉(zhuǎn)的動作。這說明,碰撞的力不僅有水平方向的,還有垂直方向的力矩。
現(xiàn)在我們來做一個類比,一個在體操場上非常常見的場景——跳馬運動。
一個重 70 公斤的跳馬箱子,一個體重 65 公斤的體操運動員。兩者重量差不多,那么碰撞的瞬間,是不是應(yīng)該出現(xiàn)運動員把跳馬箱子撞飛的畫面呢?
當然不會。運動員奔跑,然后用手撐住跳馬,完成一個高難度的騰空翻轉(zhuǎn)動作。在這一瞬間,運動員的動能通過手臂傳遞到跳馬箱子上,產(chǎn)生了一個向下的力和一個向前翻轉(zhuǎn)的力矩。

由于跳馬箱子底部非常穩(wěn)定,向下的力反而增加了箱體與地面的摩擦力,把它牢牢地固定在地面上。而多余的動量,則轉(zhuǎn)化成了運動員向上騰空的動能。我們看到的是一個與跳馬箱子重量差不多的運動員飛得老高,而跳馬箱子卻紋絲不動。
之所以發(fā)生這種情況,是因為運動員的動量被運動員的身體動作重新導(dǎo)向了空中。
回到卡車和理想i8的碰撞。卡車的車頭在碰撞瞬間脫鉤并壓在了理想i8的車體上,瞬間把碰撞點轉(zhuǎn)移,并形成了一個向上的力矩。
卡車車頭就像一個杠桿,而理想i8的車頭就是它的支點。在碰撞的巨大沖擊力下,這個杠桿被向上撬動。原本巨大的水平動量,一部分被雙方變形的車體吸收,另一部分則通過這個力矩,轉(zhuǎn)化成了卡車向上騰空的動能。
有人可能想說,就算卡車的支撐點產(chǎn)生了向上的力矩,那也不可能讓卡車飛起來吧?
不服就算!算就算!
算算讓 8 噸的卡車騰空 0.5 米需要多少能量。
很簡單,就是克服重力做功,就算卡車的重力勢能增加量。
重力勢能增加量:

你看,計算結(jié)果與直覺差距很大,把卡車撞離地面并不需要很多能量,只需要不到 4 萬焦耳的能量就足夠了。這個能量只占卡車自身動能的不到 5%。兩車碰撞后,有著充足的剩余動能,從能量角度講,把卡車抬升 0.5 米,的確不是問題。
換句話說,是否能讓卡車騰空,不取決于總能量多少,而取決于碰撞力的作用點是否產(chǎn)生足夠大的力矩??ㄜ嚨能囶^壓住了理想i8的車頭,才是產(chǎn)生這次實驗結(jié)果的關(guān)鍵。
在生活中,科學結(jié)論和日常經(jīng)驗相悖的事情比比皆是,在我們說出“常識”這兩個字的時候,需要特別謹慎,因為“常識”往往靠不住。2 噸的理想“撞飛”了 8 噸的卡車,似乎違背了我們的“常識”,但你仔細想想,這個知識是不是真的“常”?我們在日常生活中是否真的“經(jīng)?!币姷筋愃频那樾文??
所以,再回過頭來看這個新聞。
卡車被撞飛,不是因為理想i8的質(zhì)量有多硬核,而是因為碰撞過程中,巨大的水平動量被巧妙地轉(zhuǎn)化成了垂直動能。這就像一個熟練的武術(shù)家,可以用四兩撥千斤,用一個很小的力,把對方巨大的沖力導(dǎo)向一個意想不到的方向。
而且,這并不需要理想汽車有多厲害,只需要像一個跳馬一樣,撐住卡車抬升時產(chǎn)生的下壓力就夠了。
說白了,如果相撞的雙方是一個楔子形狀的金屬斜坡和一臺重卡,金屬斜坡把重卡撞飛是毫無疑問的事情,重卡動量越大,飛得越高,這與雙方的重量真沒關(guān)系。

我估計乘龍卡車一方也早就做出更加清晰的分析了,所以乘龍卡車的反擊和回應(yīng)一直都沒提自己的車會不會被“撞飛”,他們說的是:我們的卡車頭絕對不可能在碰撞中脫鉤,因為這個結(jié)構(gòu)根本不是一個簡單的機械結(jié)構(gòu),而是液壓驅(qū)動的。
嗯,說實話,乘龍的這個反擊也挺有道理,但問題是,這種情況下,證據(jù)比道理重要得多,乘龍需要拿出證據(jù)來證明自己的反擊宣言。
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