科学探索|为什么高铁上的蚊子不会被甩到车尾?( 三 )
Part.5
一些奇葩的脑洞
老师也说过“做题要学会举一反三” 。
现在我们假设车厢里面空气都被抽走了,会发生什么事情呢?于是上面提到的和空气有关的力都消失了,包括蚊子本身扇动翅膀的升力 。所以还没等高铁开动,蚊子就吧唧一下掉地上滑走了 。
大家再思考一个问题,什么情况下蚊子会因为高铁的运动而相对高铁向前运动呢?
首先考虑一个和刚刚相反的情况,高铁是在减速运行,那么按照刚才的结论,蚊子就会相对车厢向前运动 。
再进一步,如果不是蚊子而是其它的物体呢?
给大家一个高中的物理题作为线索 。
运输液体的槽车,液体上面有气泡,如图,当车向前开动时,气泡将向什么方向运动 。
文章图片
是的,只要悬浮的物体足够轻,它的密度小于空气的密度,就可以使等效浮力大于惯性力 。它就可以向车头移动 。
如果高铁的前后都是敞篷的,也就是说高铁里的空气是留不住的,又会发生什么呢?这时,因为加速带来的等效的浮力也就消失了,所以蚊子在高铁向前加速时并不会受到空气对它向前的空气阻力,只会呆呆的停留在原地 。高铁开走后,蚊子呆呆的望着身下的铁轨,发出了灵魂的质问?
如果我们让模型再完善一些,赋予车厢内的蚊子一定的主观能动性 。蚊子现在可以上下左右前后地任意飞了 。那么蚊子怎么跟上高铁的速度呢?
就是单纯飞啊!!还管什么受力分析?
说到最后,一切刚刚做的模型和受力在真实的蚊子身上都是那么的不值一提 。真实情况下,蚊子想怎么飞就怎么飞,根本没有任何为蚊子操心的必要 。
那我们用物理去解释又有什么意义?
我们并不是看到运动就想建模,并不是看到受力就想分析,也并不是看到假科普就想去锤(其实也是) 。只是希望能够让物理的理性,融入进大家日常的生活中 。
物理建模就是在现象中抽象出最本质的特征,可能刚建立的模型足够简单,并不能解决实际问题,但是对于我们领悟事情背后的本质是重要的 。
特别感谢可乐不加冰、NKXXX和C&C提供的资料和建议!
【科学探索|为什么高铁上的蚊子不会被甩到车尾?】来源:中科院物理所
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