h與靜止物體相撞,結果相同嗎?

白樺林11545


答:初始條件不夠,需要分情況。


首先,我們需要把問題理想化,比如物體的結構影響需要忽略,然後在理想情況下:

(1)如果靜止的物體,受力後可以正常退行,那麼對兩種碰撞情況,兩物體受損情況是一樣,但是最終的速度不一樣;

(2)如果靜止的物體,受力後不能正常退行,比如說這個物體已經頂著牆壁了,那麼肯定是這種情況相撞的受損程度更大;



對於(1)的情況,兩者相撞的相對速度都是80km/h,相撞後的條件也相同,把其中一個看成標準參考系後。另外一個的相對動能(注意是物體間的相對動能,而不是相對於我們的動能)是一樣的,所以碰撞的受損情況,當然就一樣,但是最終相對於我們的速度會有區別!


對於(2)的情況,因為靜止物體不能正常退行,靜止物體吸收動量的時間減少,所以受力更大,碰撞的受損程度當然越大。



一個最簡單的例子:在桌面上,用雞蛋去撞擊一個可以移動的木板;和撞擊不能移動的木板,你說哪種情況下,雞蛋受損程度會更大呢?




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艾伯史密斯


我來從物理的角度解釋一下。

這是一個動量的問題。動量問題在我們生活當中常見,比如,在碼頭上綁輪胎就是動量問題,輪胎起到緩衝作用,在動量變化相同的情況下,可以延長作用時間,減少作用力。還有我們快遞裡面的泡沫、空氣袋,都是起到緩衝的作用,延長作用時間,減少作用力,減弱撞擊力對商品的傷害。


因此,造成傷害的最直接因素是力,物體受力越大傷害越大。

現在,我們回到題主所描述的問題當中。我們假設運動物體的質量都為m,靜止的物體的質量為無窮大(相當於一堵堅不可摧的牆)。40Km/h的速度設為v₁,80Km/h的速度設為v₂。 v₂=2v₁。

1.

兩個物體以40Km/h正面相撞,碰後速度均為零,這種情況能量損失最多比較接近實際,根據動量定理寫出下面的式子,

F₁·t=mv₁ ——①

如果碰撞過程是沒有能量損失的理想情況,那麼兩個物體將以原速率反彈,可以根據動量定理寫出下面的式子,

F₂·t=mv₁-(-mv₁),

F₂t=2mv₁ ——②

2.

再看速度為80Km/h的物體,假設撞擊靜止的物體後,速度也減為零,這種情況能量損失最多比較接近實際情況。根據動量定理,我們可以得到,

F₃·t=mv₂,

因為v₂=2v₁,

所以,F₃·t=2mv₁ ——❶

再看碰撞過程沒有能量損失的理想情況,這時物體也會以原速率反彈,根據動量定理,我們得到,

F₄·t=mv₂-(-mv₂)

F₄·t=2mv₂,

因為v₂=2v₁, 所以,

F₄·t=4mv₁ ——❷

由於碰撞時間極短,所以我們認為作用時間t是相等的。

在接近實際情況下比較,我們就看①和❶式,F₁·t=mv₁ ①, F₃·t=2mv₁ ❶ ,F₃=2F₁ ,80Km/h的物體受到的力是40Km/h的物體的兩倍,則80Km/h的物體傷害更大。

都在理想情況下比較,我們就看②式和❷式,F₂t=2mv₁ ,F₄·t=4mv₁ , 則F₄=2F₂,同樣80Km/h的物體受到的力是40Km/h的物體的兩倍,也是80Km/h的物體傷害大。

由此可見,

無論是哪一種情況,都是速度大的物體,撞擊時受到的力大、傷害大。

所以大家在駕駛汽車時,一定要減速慢行哦。

——————這是補充分割線————

如果速度為80Km/h的物體碰撞的不是固定的物體,那麼就不能把靜止的物體當成堅不可摧的牆了,假設靜止的物體質量為m',為了便於計算我們設m'=m,由於碰撞過程中碰撞的內力遠大於阻力等外力,我們認為碰撞過程動量守恆。

1.碰後兩個物體粘在一起,一塊往前走,這是完全非彈性碰撞,更加接近實際情況,於是我們有下面這個式子:

mv₂=(m+m')v₃=2mv₃

也就是入射物體的速度由v₂變成了v₃,v₃=v₂/2。

我們再以入射的80Km/h的物體為研究對象,對這個物體用動量定理,

-F₃·t=mv₃-mv₂=mv₂/2-mv₂,

F₃前面的“-”號,表示物體受的力與運動方向相反。(前面的證明式子兩邊應該都有“-”號,都有就抵消了)

上面的式子可以簡化為,

F₃·t=mv₂/2=mv₁ ——❸(前面說明過v₂=2v₁)

這時F₃等於前面①式中的F₁,就是說兩種情況的撞擊力是一樣大的。

2.如果理想情況下碰撞過程沒有能量損失,那麼會發生速度交換,由動量守恆得,

mv₂=m×0+m'v₂ ,

這樣入射的速度為80Km/h的物體,速度變成了零,我們再對它用動量定理,

-F₄·t=0-mv₂,

去掉“-”號,

F₄·t=mv₂=2mv₁ ——❹

這種情況的撞擊力是以相同速率對碰的兩倍。

實際情況介於兩者之間,相等的速率對碰產生的撞擊力也小於兩倍速度撞擊靜止物體產生的撞擊力。

綜上所述,兩物體以相等的速率對碰產生的撞擊力要比以兩倍的速度撞擊固定的物體產生的撞擊力小,比以兩倍速度撞擊靜止不固定物體產生的撞擊力也小。

我是辛哥,希望我的回答對您有幫助,看完記得點贊▲啊! 。◕‿◕。


辛哥物理


當然不相同了。

就用初中物理中最基本的動量知識就可以解釋了。因為動量是質量×速度,速度相當,如果質量不同,動量當然是不一樣的。相撞的時候,動量大,破壞性也就大。

回到題目,舉例說明一下:

兩個物體都是1kg,速度都是40km/h,彼此相撞,如果被撞之後物體都是靜止的,那麼總動量理論上就是1*40/3.6的兩倍。對於各自每一個物體而言,其自身受到的動量損失還是1*40/3.6。

如果一個物體重量是1kg,速度是80km/h,另一個是1kg,不過是靜止的。此時兩者發生碰撞,假設碰撞之後兩者靜止,總動量的損失和上面的情況一樣,都是1*80/3.6。不過對於這個80km/h的物體而言,這些動量損失幾乎都是由它來承擔,也就說這種情況下破壞力絕大多數由運動的一方承擔

,那麼破壞力可想而知了。

以上都是理論結果,如果落實到實際情況還要做具體的力學分析,但是總的來說,只要抓住動量理論的基本原理就可以判斷大致結果。


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當然不同了,因為動能是質量乘速度的平方,一輛車以80公里時速撞牆,動能是6400公里平方乘質量,兩輛相同的車以40公里時速對撞,相當於雙方都是以40公里時速撞牆,與案例一的動能相差四倍。當然,因為汽車不是剛性物體,它有吸能效應,所以不能單純的以動能公式來計算傷害值,而應該以衝量公式,但題主並沒有給出用於實驗的汽車在80公里和40公里時速相撞後徹底停止的效應時間是多少,而理論上,80公里時速的作用時間一定遠遠短於40公里,所以,80公里速度撞牆受到的傷害一定遠大於以40公里互撞的四倍,甚至有可能十倍都不止。


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肯定是不一樣的,這裡我們不去計算物體的動能,只需去分析作用力的方式就可以發現這兩種狀態的不同。如果兩個物體相向而行,其碰撞的力是方向相反的疊加力,從而導致使兩個物體速度同時變為零:我們再來看一個物體處於靜止狀態,當一個運動物體與精緻物體的質量相同時,依據動量守恆原理,原來靜止的物體會得到運動物體傳輸的能量而產生運動,這就是說,兩個物體依舊會出現一個靜止一個運動的狀態,所以與前面的個物體都靜止時完全不同的。結論:假設物體對地面的摩擦力一致,相向而行碰撞的(車輛)傷害遠大於追尾傷害。



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如果其他因素相同,則兩種情況下結果也一樣。簡單地說,是因為運動是相對的。顯擺一點的說,任何慣性系都是平權的。具體一些的說,使用動量定理分別計算兩種情況下物體的受力,就可以知道結果了。

有人說,

一輛80km/h撞牆,

兩輛40km/h相撞。

結果是撞牆的明顯損毀嚴重很多的。

這個說法有問題,已經改變了前提,被撞的物體,前者是牆壁,後者是汽車,質量不同,結果當然不同。(如果牆壁沒有被撞塌,牆壁的質量應該視為遠大於入射車的質量,或者說牆壁的質量無限大,但後者中,兩車質量接近,與前者不同。)

舉一個反例,請對比以下兩種情況:

1,車以80邁去撞一面很薄的紙板牆,或者撞氣球,甚至撞空氣。

2,車以40邁與40邁速度駛來的火車相撞,或者把火車替換成一顆行星去想象吧。

所以這個問題關鍵是看入射車碰撞前後的動量變化量和作用時間的長短。最後歸結到用動量定理來說明。


一盤好菜H


題目所說的“結果”不明確。一、如果“結果”是指運動狀態,那當然是不一樣的。假設兩個質量相同的彈性小球,以40km/h的速度相向碰撞後,各自以相同的速度反向運動;如果是一個以80km/h碰撞另一個靜止小球,結果是運動小球停下來,靜止小球以80km/h速度運動。這是兩種結果。二、“結果”指碰撞後的損壞程度的話,就不妨假設兩輛相同的車輛進行碰撞,第一種情況是40km/h相向碰撞,第二種情況是80km/h迎面碰撞另一輛靜止但未拉手剎的車輛。第一種情況的動能之和是123.45m,而第二種情況的動能是246.9m,大一倍。損壞程度未必會大一倍,損壞程度也許與衝量相關,兩種情況的衝量卻是相同的。


飝164079063


我看了大家的回答,都忽略了接觸時間這個最最重要的因素。相撞的兩個汽車接觸的時間很重要。力=(速度/時間)質量(力的計量單位是牛頓,速度是米/秒,時間單位是秒,質量是千克)。


把汽車前面加厚厚的橡膠,防撞彈簧等等能延長碰撞時間的物體,碰撞的結果肯定減輕,

想想汽車為什麼有安全氣囊,就會明白的。高中一年級物理,有這方面的知識。


假冒帥哥


問這個問題的肯定不清楚什麼是矢量什麼是標量。

下面我單從動量方面解答,因為動能內能轉換題目條件不足,不能分析。

速度和動量都是矢量,相向而行的兩個等質量等速率物體,其動量和為0。一個靜止一個運動的物體動量為運動物體的動量。根據動量守恆,最終相向而行的兩個物體都靜止;一個靜止一個運動是兩個物體以運動物體速度一半,朝原來運動物體運動方向運動。


知新科技


你們的物理學得太差了。相同!那麼多答案沒有一個說對。運動是相對的,參照物是誰任由研究者本身選定。我以地面為參照物,就是兩個40相向而行。我以其中之一為參照物,那就是一個靜止一個80。這兩個觀點是等效的。


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