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高铁周边无人机,高铁周边无人机能飞吗

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于高铁周边无人机的问题,于是小编就整理了1个相关介绍高铁周边无人机的解答,让我们一起看看吧。

如果在启动的高铁车厢里同时遥控一部无人机,无人机是会跟着高铁跑还是会撞?为什么?

在室内让一架无人机悬停在空中,此时无人机受到重力和空气给它的升力作用,根据牛顿运动定律可知,这两个力的大小相等方向相反。

高铁周边无人机,高铁周边无人机能飞吗

若是在匀速行驶的高铁中悬停起一架无人机,此时无人机相对于地面也是在做匀速直线运动。牛顿运动定律再次告诉你,无人机受到的重力和升力大小相等方向相反。你坐在座椅上看着无人机,此时随着高铁匀速运动的你也会受到重力和座椅对你的支持力,牛顿运动定律还会告诉你,这两个力大小相等方向相反。在牛顿力学中,物体静止或匀速直线运动时,受到的合力为零。合力为零的时候,物体只能处于静止或匀速运动状态。

假若有一辆高铁出了故障,启动时会猛的一加速,此时你会向后一仰;若是猛的一减速,你会向前倾。那么刚才悬停在车厢内的无人机会怎么样呢?其实和人向前倾向后仰是一个道理,车厢减速的时候无人机会和人一样向前冲;车厢加速的时候也会和人一样向后撤。

此时你可能发现了新问题,无人机只受到向下的重力和向上的升力,并且两个力大小相等方向相反,它应该处在静止或匀速运动状态。为何高铁加速及减速的时候,无人机的运动状态会发生改变?难道牛顿运动定律在这里不成立了?

没错,牛顿运动定律在这里就是不成立。牛顿运动定律只适用于惯性系,不适用于非惯性系。静止的地面是惯性系,相对于一个惯性系静止或匀速运动的参考系也是惯性系,相对于惯性系做变速运动的参考系是非惯性系。

在无人机的例子中,地面是一个惯性系,房间相对于地面静止因此也是惯性系。无人机在室内悬停时受力平衡,正好符合牛顿运动定律。匀速行驶的高铁也是一个惯性系,无人机随高铁匀速运动,相对于高铁静止的无人机受力平衡,牛顿运动定律依然成立。当高铁变速运动时,无人机依然相对于地面匀速运动。因此在地面这个惯性系中看无人机,受重力和升力而平衡的无人机合力为零,它的匀速运动正好符合牛顿运动定律。而在车厢非惯性系中,受力平衡的无人机相对于车厢却是在做变速运动,牛顿运动定律不再成立。

为了让牛顿运动定律能够在非惯性系中继续使用,可以引入“惯性力”这个概念。惯性力是一个虚拟的力,并不是真实存在的,引入惯性力后牛顿运动定律就能够成立。比如地球是在自转,严格地说来地面也是在做变速运动的,因此也会出现牛顿运动定律不成立的情况。比如物体的自由落体运动,如果地球是严格的惯性系,物体做自由落体运动时轨迹应该是竖直的直线,而实际上由于地球是非惯性系,自由落体运动会存在东偏,这种现象叫落体东偏。竖直下落才是符合牛顿运动定律的,落体东偏不符合牛顿运动定律,引入一个惯性力科里奥利力后落体东偏就可以在牛顿力学框架中得到圆满解释。

在高铁突然做变速运动时,受力平衡无人机会相对于高铁做变速运动。此时也可以引入一个惯性力,这个惯性系的方向和无人机相对于车厢的运动方向一致,这样就可以用牛顿运动定律解释无人机的运动了。

这个问题还是有点意思,就用经典物理理论来谈谈看法。

这个里面大家都讨论到了惯性,相对静止等问题,想必这个大家都知道。再看看题主问题,是在一个启动的车厢同步控制无人飞机,那就有两个情况,一是飞机在外面,人在车上,不用想,飞机肯定不会跟着车跑,所以有人说游艇上一样,开放的空间,飞机和游艇或火车是两个独立物体,不会互相干扰。一种就是大家普遍默认的在车厢内,而且是封闭的车厢里的。想必大家都经历过一个问题,一个人在行驶的车厢里跳起来,落下来时是不是落到车后面去了?这里,车是匀速直线运动的,而且人已经和车子是同速的,人和车已经形成了一个相对静止的系统了,这时车上所有的物体在车上的表现和在地上是一样的。这个好理解。那么,车子启动的时候呢?人会往后仰,座位会把人往前“推”,其实就是车给人一个向前的力,让人加速。车厢里的空气呢?也是需要加速的!大量空气会保持原有位置不动,然后靠车后壁挤压传递力量,让全车空气加速到与车同速。以前15节车厢,中间门都是开的,车子加速或刹车减速时,中间就会有好大的风!这就是空气也在加减速,现在高铁动车都是关门的,空气加减速更快。具体情形可以用水来模拟。

回到题目,在启动的车上遥控飞机(这里规定飞机是不是由GPS定位的,而是纯手操作控制),因为飞机已经飞到空气中,空气靠挤压加速,飞机靠什么力加速?空气挤压会给飞机一定的加速,但那远远不够给飞机提供向前加速的力,所以飞机还会保持在它相对于地面的位置上静止。所以结论是,飞机会撞。如果遥控的是GPS定位的飞机,那看你如何控制,如果你控制它和火车同步运行,那它会和火车同步加速(因为空气也加速了,会比在外面加速少花一点力气),到速度一致且匀速直线运动时,空气速度也一致时(空气加速比飞机会快得多),飞机就会做悬停动作即可,具体看飞机内部控制如何实现了,但我想,应该没人会在火车里使用GPS定位控制飞机吧!所以后面讲的也是针对手动控制的遥控无人机。

这里题主的主要问题是在启动的车上,而不是正在直线匀速运动的车上,如果是已经启动完了正在匀速直线运动的车上,那随便你遥控是不会撞的,因为飞机在手上或者说车上,已经加速到与车与空气同步的速度了,已经是一个系统了,就像你拿个轻气球它也不会飘到车后面去。

到此,以上就是小编对于高铁周边无人机的问题就介绍到这了,希望介绍关于高铁周边无人机的1点解答对大家有用。

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