用物理知识揭穿专家的谎言
下面,我们用简单的物理知识来揭穿高铁专家的谎言。
运动物体的质量与速度的乘积,就是该运动物体所具有的动量,用公示表达就是p=mv,单位是公斤·米/秒。
由于高铁的质量远远大于飞鸟的重量,我们可以把高铁的速度加到飞鸟的飞行速度上,而假定高铁是静止的。有网友在微博上发布消息称,6月2日杭州至北京的高铁G38,在离开镇江南站时,一鸽子撞到了车头。野外飞行的鸽子多为家鸽,这类鸽子成年公鸽约500克,成年母鸽约450克。我们用公鸽质量500克,也就是0.5公斤。静风时家鸽的飞行速度为每小时60~70 公里,我们按最高70公里计算,假定高铁以时速300公里的最大商业速度行驶,则此时鸽子的相对飞行速度为70+300=370公里,即每秒103米,鸽子相对高铁的动量为0.5×103=52公斤·米/秒。
如果按照高铁专家所说“1公斤飞鸟以400公里的时速撞击高铁玻璃,玻璃不能受到任何损伤”计算,我们假定高铁是静止的,飞鸟的时速400公里也就是每秒111米,则高铁玻璃能够承受的动量至少是1×111=111公斤·米/秒。
现在问题就出来了,专家称高铁玻璃可以抵抗动量为111公斤·米/秒飞鸟的撞击,而现在一只动量52公斤·米/秒的鸽子碰撞就发生大面积裂痕,专家公布的高铁玻璃强度的数据比真实情况高出了一倍多。
当鸽子撞击高铁玻璃后,动量转化为冲量。冲量等于物体碰撞时的作用力与作用时间之积,即I=Ft,单位与动量相同,也是公斤·米/秒,或写成牛顿·秒。如果忽略碰撞过程中产生的热能、声能等,我们可以粗略地计算鸽子与高铁玻璃碰撞时的平均冲力。计算时,假定飞鸟与高铁前玻璃以直角碰撞(此时冲量最大)。
成年鸽子体长为295~360毫米,我们取中间值328毫米,也就是0.328米。考虑到鸽子质量与高铁质量相差悬殊,我们可以认为鸽子与高铁碰撞过程中高铁速度不受影响,即整个碰撞过程高铁都是以每小时300公里的速度行驶,也就是每秒83米。鸽子与高铁玻璃碰撞后变形为扁平状,我们可以把鸽子的身长近似地认为是鸽子与高铁碰撞后变形的距离,这样,我们就可以求出碰撞时间为0.328÷83=0.004秒。