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马斯克皮卡的防弹玻璃为啥会被钢球砸碎?物理学教授:这就是一道高中物理题 [复制链接]

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离线乌英光
 



      马斯克,硅谷钢铁侠,全世界最具煽动力的企业家。
      
      旗下公司特斯拉最新电动皮卡,一经亮相就欢呼一片,传播到炸,看起来又要重新定义一个品类。
      
      然而也有网友“提醒”——如今的马斯克和特斯拉,往往新品发布猛如虎,真到交付原地杵,交货时间和质量还得再观后效。
      
      而且这次电动皮卡的故事,还讲到了火星上。
      
      另外,这一次甚至都还没轮到交货“翻车”,现场演示就尴尬破功。
      
      现场演示的过程中,号称能防弹的玻璃,并没有完美挡住助手甩出的钢球。
      
      当场被来了个double kill。
      

      
      这个场面也引起了广泛讨论,有人吐槽质量,也有人认为可能是失误。
      
      但也有不少人认为,这是不是马斯克故意进行一场PR,为了更多的传播和销量而故意为之?
      
      有人较真了。
      
      来自美国路易斯安那东南大学的物理学副教授瑞德·阿兰(Rhett Allain),用物理学知识进行了分析,解释了马斯克为啥会翻车。
      
      而且里面用到的基本上都是高中学的物理知识,整个过程就相当于解一道题。
      
      不过在开始分析之前,还是先快速还原下现场~
      
      马斯克翻车始末
      
      北京时间周五中午,特斯拉皮卡发布,名为Cybertruck。
      
      为了展示车窗防弹玻璃强悍的性能,马斯克大手一挥,让助理拿着钢球上场。
      
      对准车窗砸过去,然后意想不到的一幕发生了,玻璃应声而碎。
      

      
      在助手上场之前,马斯克还先进行了一些铺垫。
      
      先是放上普通汽车玻璃,钢球落下,玻璃碎了。
      

      

      
      尽管力度已经减小了很多,但玻璃还是非常脆弱。
      

      
      马斯克随后也解释说,还好没有穿过去,看来交付之前还有很多的事情要做。
      
      然后,他站在砸碎的车窗玻璃前,硬生生开完了整场发布会。
      
      那为啥防弹玻璃能够经受住高处的自由落体,却被随手甩出的钢球砸烂了?
      
      物理学分析:和安装方式有关
      
      瑞德·阿兰决定用物理学知识揭开答案。
      
      先来看一下垂直往下砸的情况。
      

      

      

      

      
      知道了下落高度,根据v^2 = 2gh这个公式,就可以计算出钢球撞向玻璃板时的速度,约为8.3m/s。
      
      而市面上出的棒球大小的钢球大概有1.9kg重,那么根据动量p = mv,就可以算出钢球冲击玻璃板时的动量为15.7kg·m/s。
      
      动能K则可以根据公式K =1/2*m*v^2计算,为65.5J。
      
      也就是说,特斯拉皮卡采用的玻璃板完全能承受住15.7kg·m/s的冲击。
      
      那么接下来,我们就来看看“翻车”现场到底发生了什么。
      
      首先需要进行一些必要的假设:
      
      工作人员的投掷动作,让钢球从静止到达到最终速度时,移动了大约1米的距离。
      
      球的加速度不变。
      
      从视频中得到,钢球的运动时间约为0.27秒。
      
      因为加速度不变,平均速度就等于初始速度和最终速度之和除以2,同时也等于总路程除以总时间。
      

      
      按照这个结果,车窗玻璃应该就像马斯克说的那样不会碎才对,那么是哪里出了问题?
      
      可能是和安装方式有关。
      
      在垂直下落测试中,玻璃板用夹具固定。这些夹具不是完全刚性的,也就是说在受到钢球撞击时,玻璃板的移动空间比较大。
      

      
      而在特斯拉皮卡上,玻璃板被牢牢固定在车门窗框里,位移空间比较小。
      

      
      假设在垂直下落测试中,玻璃被撞击时移动了1厘米,而“翻车”现场,玻璃仅移动了0.2厘米。那么根据公式:
      

      
      于是,马斯克“翻车”了。
      
      翻车引热议,但预定依旧喜人
      
      “翻车”事件一出,有网友调侃道:一定是隔壁车厂派来捣乱的。
      

      
      但也有不少网友指出,这也不算翻车,防弹玻璃本来就是这样的,不防碎裂而是防穿透。
      

      
      不仅仅是马斯克现场翻车,也是因为这辆车并不被分析师看好:皮卡核心是拉货能力,特斯拉的皮卡造型虽酷,但忘了“初心”。
      
      但这些,似乎并没有影响用户的选择。
      
      根据马斯克最新发表的推文,这辆被他称为未来火星官方用车Cybertruck,已经获得了14.6万个订单,其中17%选择单电机后轮驱动,42%选择双电机全轮驱动,41%选择三电机全轮驱动。
      
      它们的续航距离分别为250英里、300英里和500英里,定价也分别为39900美元,49900美元和69900美元。
      

      
      而且,这辆车还有全自动驾驶功能可供选择,但要加7000美元,所以马斯克到时候估计能赚更多。
      
      最后,马斯克也在Twitter上找了场子,发了一个视频说,发布会前也进行了测试,但玻璃并没有碎。
      

      
      你怎么看?
      
      One more thing…
      
      还有一个问题值得大家关注,这车在中国吃得开吗?
      
      从大家对车型的反映中来看,还真会有不少人愿意掏钱买车。
      
      但能够开进城吗?
      
      要看国家规定了,在中国各地的政策并不一样。许多城市都要求,如果皮卡进城要采取贴反光条等措施。
      

      
      在河北等地,现在政策逐渐放宽了进城限制。在北京这样的一线城市,皮卡则有更严格的限行措施。
      
      就算你有京牌,也只能在23:00-6:00之间进入城区,其他时间都不能驶入北京五环。
      
      但按照规定,从2018年起,北京的皮卡车将享受和乘用车同样的待遇,车身上也不用贴反光条和车门喷漆标识。
      
      更为关键的是,现在皮卡不用摇号就能上京牌,也成了很多人的折中选择,并带动了销量:
      
      有调查数据显示,北京皮卡在2019年的累计销量同比增长了452.8%。
      
      但是,就算你喜欢特斯拉的皮卡,估计还要等几年。
      
      官方预定页面显示,Cybertruck在2021年底开始生产,最贵的三电机全驱车型,到2022年底才开始生产。
      
      按照马斯克经常重新定义时间的习惯,到时候能不能交付恐怕也是个问题……
      
      来源:微信公众号“量子位”
      
      原标题:马斯克皮卡的防弹玻璃为啥会被钢球砸碎?物理学教授:这就是一道高中物理题
      
      
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