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    高速跑120KM/H,为什么车里的蚊子也不会被甩在后挡玻璃上

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    备胎说车2020-10-01


    一般情况下,蚊子还真的是跟得上车子的,估计就算是火箭,也有可能。

    蚊子为什么可以跟得上车子的速度

    • 蚊子和车内空气一起和车子加速

    车子在行驶的时候,蚊子能够跟得上车子的速度,主要还是因为:蚊子虽然悬浮在空中,但是它四周是被空气填满了的缘故,这其实是高中知识了。

    河南省汝州市第一高级中学有文章,《运动状态的改变与牛顿第二定律》上面讲到:在密闭的汽车内,空气会随着车子加速而加速。

    被空气包围的蚊子,水平方向上受到空气的压强是不同的,就会产生一个把蚊子也向前推的力。

    于是蚊子就和车子一起动了起来,并且会随着车子的加速而一起加速。

    就好比说:黄河里面的沙子会随着水流一起往下游流过去一样。

    • 但也会受到惯性影响往后倾

    虽然蚊子可以跟着车子一起加速,但在加速的时候,也会因为惯性,会有一个往后的倾向。

    就好比说:我们虽然是坐在椅子上,车子一加速的时候,不是会有「嗯」那个推背感,把我们都吸在靠背上面的,对不对?

    蚊子受到多大的力

    这个力有多大,我们是可以通过简单的公式来估算的,计算过程虽然有点枯燥,等不及的朋友可以直接划过去看结论。

    首先我们假想一下,把蚊子替换成一个和蚊子一模一样的空气模型。假设这堆蚊子形状的空气体积为V,密度为ρ,质量M就等于ρV。

    如果这个时候,汽车的加速度为a,根据伟大的牛顿提出的牛顿第二定律的作用力公式F=Ma这么一算。

    这个空气蚊子模型在汽车加速时受到周围空气向前的作用力就是ρVa。

    这个力是由水平方向上,前后空气压强不同所导致的,和蚊子本身没有关系。

    所以即使把这个空气蚊子模型换回活生生的蚊子,蚊子受到周围空气的作用力依然是ρVa。

    就好比说:外界的气温并不会因为你穿多少衣服而改变一样。

    蚊子本身也有重量m,在加速度a下,受到向后的力为ma,由于蚊子的密度比空气大,所以ma实际上比ρVa大,蚊子在水平方向上就会受到一个向后的合力。

    也就是我们前面讲的:蚊子虽然会跟着车子一起加速,但会有一个往后的倾向,需要蚊子自己扇翅膀往前飞才能够保持得住。

    把数据都代进去算一下,车子加速度按照我们以前的视频讲过的:2.0T的车子,全力加速0.5G左右来算,这个合力大约是9.7×10-6N。

    多大加速度能把蚊子甩在后挡玻璃上

    • 蚊子扇动翅膀最大可以产生多大的力

    蚊子在扇动翅膀的时候,其实就像我们在扇扇子是一样的,根据牛顿第三定律来看,力的作用是相互的。

    所以蚊子扇翅膀能获得的力,就和扇翅膀时遇到的空气阻力一样。

    英国物理学家约翰·斯特拉特,提出过流体力学阻力方程FD=1/2ρv2CDA,我们代入空气密度、相对速度、阻力系数以及参考面积等数据估算一下。

    蚊子扇动翅膀可以提供的动力8X10-5N,比刚才的9.7×10-6N,要大了8倍多。

    可以看到,蚊子只要扇动几下翅膀,就能轻松应对车子加速度产生向后的作用力了。

    • 想把蚊子甩后挡玻璃上就要更大加速度

    如果想要把蚊子甩到后挡风玻璃上,就需要更大的加速度,让蚊子受到的水平方向上向后的合力,超过蚊子扇翅膀所能提供的动力,对吧?

    拿刚才的数据大概算一下,需要的加速度大约是40.52m/s²。

    换算成车子的百公里加速,则需要零百加速达到0.69s以内的车子,才能够让蚊子向后移,慢慢地碰到后挡风玻璃上。

    并且需要在蚊子撞上玻璃之前,始终保持这个加速度。

    不可能靠动力把蚊子甩到后挡玻璃上

    假设蚊子花5s的时间才被甩到后挡风玻璃上,这个时候,车子的时速已经将近730km/h了,有点快赶上民航飞机了,这个加速度火箭有可能都做不到。

    所以说,现实情况下,根本不可能有车子在路上靠动力把蚊子甩到后挡风玻璃上。

    汽车如果用核动力会怎么样

    现实中不可能有可以甩开蚊子的车,那给车子装上核动力会怎么样?有没有戏啊?或者说,飞机发动机也可以啊。为什么汽车它不装飞机发动机呢?

    就算这些都不靠谱,同样是车,把F1发动机装到家用车上可不可以啊?

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