2噸理想i8“撞飛”8噸卡車(chē)，牛頓說(shuō)有可能

如果你一看標(biāo)題就默認(rèn)我們?cè)跒槔硐搿跋吹亍保葎e著急下結(jié)論，讓我們把這個(gè)撞擊測(cè)試當(dāng)做一道物理題，一起來(lái)解一解。說(shuō)不定以后這個(gè)例子會(huì)成為考卷上的一道試題哦～

先來(lái)個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)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(chē)竟然被撞得四輪離地，最離譜的是，車(chē)頭還整個(gè)脫鉤，向前翻了過(guò)來(lái)。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(xué)家，質(zhì)疑視頻的真實(shí)性。

有人說(shuō)：“世界亂了，牛頓你趕緊起來(lái)看看吧。”

還有人調(diào)侃：“理想下次是不是要撞坦克了？”

而卡車(chē)一方也毫不示弱，直接發(fā)聲明指責(zé)理想汽車(chē)惡意營(yíng)銷(xiāo)、實(shí)驗(yàn)造假。還喊出口號(hào)：安全不是空口無(wú)憑的理想。指名道姓地針?shù)h相對(duì)。

翻翻各種新聞下面的評(píng)論，能看出大多數(shù)人都站在重卡一邊。大家普遍認(rèn)為，兩個(gè)物體相撞時(shí)，當(dāng)然應(yīng)該是輕的物體被撞飛才對(duì)。這個(gè)想法太正常了，因?yàn)闊o(wú)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(jué)。

但是，當(dāng)你真的根據(jù)視頻去做個(gè)受力分析之后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)視頻里的事兒還真的有可能發(fā)生。

既然是實(shí)驗(yàn)分析，我們就先給視頻中的兩輛車(chē)做個(gè)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(shí)際總質(zhì)量也只有 8 噸，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里，重卡是指 12 噸以上的。所以，這是一輛中型卡車(chē)。

視頻里兩車(chē)的相對(duì)速度是每小時(shí) 100 公里。

計(jì)算開(kāi)始：

卡車(chē)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(chē)的動(dòng)能：

理想i8的動(dòng)能：

卡車(chē)動(dòng)能是理想i8的三倍多。

如果只是一個(gè)純粹的正面碰撞，卡車(chē)確實(shí)占盡優(yōu)勢(shì)。

但是，請(qǐng)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(gè)點(diǎn)上進(jìn)行的，而且力是水平方向的。但現(xiàn)實(shí)世界中，汽車(chē)碰撞的接觸面非常復(fù)雜。特別是卡車(chē)和轎車(chē)碰撞時(shí)，由于卡車(chē)底盤(pán)高，碰撞點(diǎn)往往不在同一高度。視頻里，我們可以看到卡車(chē)的駕駛室部分在碰撞后有一個(gè)向前翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作。這說(shuō)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(lái)做一個(gè)類(lèi)比，一個(gè)在體操場(chǎng)上非常常見(jiàn)的場(chǎng)景——跳馬運(yùn)動(dòng)。

一個(gè)重 70 公斤的跳馬箱子，一個(gè)體重 65 公斤的體操運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員把跳馬箱子撞飛的畫(huà)面呢？

當(dāng)然不會(huì)。運(yùn)動(dòng)員奔跑，然后用手撐住跳馬，完成一個(gè)高難度的騰空翻轉(zhuǎn)動(dòng)作。在這一瞬間，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能通過(guò)手臂傳遞到跳馬箱子上，產(chǎn)生了一個(gè)向下的力和一個(gè)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(dòng)量，則轉(zhuǎn)化成了運(yùn)動(dòng)員向上騰空的動(dòng)能。我們看到的是一個(gè)與跳馬箱子重量差不多的運(yùn)動(dòng)員飛得老高，而跳馬箱子卻紋絲不動(dòng)。

之所以發(fā)生這種情況，是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員的動(dòng)量被運(yùn)動(dòng)員的身體動(dòng)作重新導(dǎo)向了空中。

回到卡車(chē)和理想i8的碰撞。卡車(chē)的車(chē)頭在碰撞瞬間脫鉤并壓在了理想i8的車(chē)體上，瞬間把碰撞點(diǎn)轉(zhuǎn)移，并形成了一個(gè)向上的力矩。

卡車(chē)車(chē)頭就像一個(gè)杠桿，而理想i8的車(chē)頭就是它的支點(diǎn)。在碰撞的巨大沖擊力下，這個(gè)杠桿被向上撬動(dòng)。原本巨大的水平動(dòng)量，一部分被雙方變形的車(chē)體吸收，另一部分則通過(guò)這個(gè)力矩，轉(zhuǎn)化成了卡車(chē)向上騰空的動(dòng)能。

有人可能想說(shuō)，就算卡車(chē)的支撐點(diǎn)產(chǎn)生了向上的力矩，那也不可能讓卡車(chē)飛起來(lái)吧？

不服就算！算就算！

算算讓 8 噸的卡車(chē)騰空 0.5 米需要多少能量。

很簡(jiǎn)單，就是克服重力做功，就算卡車(chē)的重力勢(shì)能增加量。

重力勢(shì)能增加量：

你看，計(jì)算結(jié)果與直覺(jué)差距很大，把卡車(chē)撞離地面并不需要很多能量，只需要不到 4 萬(wàn)焦耳的能量就足夠了。這個(gè)能量只占卡車(chē)自身動(dòng)能的不到 5%。兩車(chē)碰撞后，有著充足的剩余動(dòng)能，從能量角度講，把卡車(chē)抬升 0.5 米，的確不是問(wèn)題。

換句話(huà)說(shuō)，是否能讓卡車(chē)騰空，不取決于總能量多少，而取決于碰撞力的作用點(diǎn)是否產(chǎn)生足夠大的力矩。卡車(chē)的車(chē)頭壓住了理想i8的車(chē)頭，才是產(chǎn)生這次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵。

在生活中，科學(xué)結(jié)論和日常經(jīng)驗(yàn)相悖的事情比比皆是，在我們說(shuō)出“常識(shí)”這兩個(gè)字的時(shí)候，需要特別謹(jǐn)慎，因?yàn)椤俺ＷR(shí)”往往靠不住。2 噸的理想“撞飛”了 8 噸的卡車(chē)，似乎違背了我們的“常識(shí)”，但你仔細(xì)想想，這個(gè)知識(shí)是不是真的“常”？我們?cè)谌粘Ｉ钪惺欠裾娴摹敖?jīng)常”見(jiàn)到類(lèi)似的情形呢？

所以，再回過(guò)頭來(lái)看這個(gè)新聞。

卡車(chē)被撞飛，不是因?yàn)槔硐雐8的質(zhì)量有多硬核，而是因?yàn)榕鲎策^(guò)程中，巨大的水平動(dòng)量被巧妙地轉(zhuǎn)化成了垂直動(dòng)能。這就像一個(gè)熟練的武術(shù)家，可以用四兩撥千斤，用一個(gè)很小的力，把對(duì)方巨大的沖力導(dǎo)向一個(gè)意想不到的方向。

而且，這并不需要理想汽車(chē)有多厲害，只需要像一個(gè)跳馬一樣，撐住卡車(chē)抬升時(shí)產(chǎn)生的下壓力就夠了。

說(shuō)白了，如果相撞的雙方是一個(gè)楔子形狀的金屬斜坡和一臺(tái)重卡，金屬斜坡把重卡撞飛是毫無(wú)疑問(wèn)的事情，重卡動(dòng)量越大，飛得越高，這與雙方的重量真沒(méi)關(guān)系。

我估計(jì)乘龍卡車(chē)一方也早就做出更加清晰的分析了，所以乘龍卡車(chē)的反擊和回應(yīng)一直都沒(méi)提自己的車(chē)會(huì)不會(huì)被“撞飛”，他們說(shuō)的是：我們的卡車(chē)頭絕對(duì)不可能在碰撞中脫鉤，因?yàn)檫@個(gè)結(jié)構(gòu)根本不是一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，而是液壓驅(qū)動(dòng)的。

嗯，說(shuō)實(shí)話(huà)，乘龍的這個(gè)反擊也挺有道理，但問(wèn)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(lái)證明自己的反擊宣言。

你怎么認(rèn)為？歡迎留言評(píng)論。