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1 # 使用者2682446191795320
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2 # plus三哥
你這個人很無趣,你可以買一個無人機試一試啊……這個就看人的操作了,如果剛起飛與高鐵剛走,它們會平行移動,如果高鐵在行駛中你也放不出去無人機,如果你在高鐵剛行駛中放飛,高鐵提速後你的無人機也不見了!
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3 # 刁博
在室內讓一架無人機懸停在空中,此時無人機受到重力和空氣給它的升力作用,根據牛頓運動定律可知,這兩個力的大小相等方向相反。
若是在勻速行駛的高鐵中懸停起一架無人機,此時無人機相對於地面也是在做勻速直線運動。牛頓運動定律再次告訴你,無人機受到的重力和升力大小相等方向相反。你坐在座椅上看著無人機,此時隨著高鐵勻速運動的你也會受到重力和座椅對你的支援力,牛頓運動定律還會告訴你,這兩個力大小相等方向相反。在牛頓力學中,物體靜止或勻速直線運動時,受到的合力為零。合力為零的時候,物體只能處於靜止或勻速運動狀態。
假若有一輛高鐵出了故障,啟動時會猛的一加速,此時你會向後一仰;若是猛的一減速,你會向前傾。那麼剛才懸停在車廂內的無人機會怎麼樣呢?其實和人向前傾向後仰是一個道理,車廂減速的時候無人機會和人一樣向前衝;車廂加速的時候也會和人一樣向後撤。
此時你可能發現了新問題,無人機只受到向下的重力和向上的升力,並且兩個力大小相等方向相反,它應該處在靜止或勻速運動狀態。為何高鐵加速及減速的時候,無人機的運動狀態會發生改變?難道牛頓運動定律在這裡不成立了?
沒錯,牛頓運動定律在這裡就是不成立。牛頓運動定律只適用於慣性系,不適用於非慣性系。靜止的地面是慣性系,相對於一個慣性系靜止或勻速運動的參考系也是慣性系,相對於慣性系做變速運動的參考系是非慣性系。
在無人機的例子中,地面是一個慣性系,房間相對於地面靜止因此也是慣性系。無人機在室內懸停時受力平衡,正好符合牛頓運動定律。勻速行駛的高鐵也是一個慣性系,無人機隨高鐵勻速運動,相對於高鐵靜止的無人機受力平衡,牛頓運動定律依然成立。當高鐵變速運動時,無人機依然相對於地面勻速運動。因此在地面這個慣性系中看無人機,受重力和升力而平衡的無人機合力為零,它的勻速運動正好符合牛頓運動定律。而在車廂非慣性系中,受力平衡的無人機相對於車廂卻是在做變速運動,牛頓運動定律不再成立。
為了讓牛頓運動定律能夠在非慣性系中繼續使用,可以引入“慣性力”這個概念。慣性力是一個虛擬的力,並不是真實存在的,引入慣性力後牛頓運動定律就能夠成立。比如地球是在自轉,嚴格地說來地面也是在做變速運動的,因此也會出現牛頓運動定律不成立的情況。比如物體的自由落體運動,如果地球是嚴格的慣性系,物體做自由落體運動時軌跡應該是豎直的直線,而實際上由於地球是非慣性系,自由落體運動會存在東偏,這種現象叫落體東偏。豎直下落才是符合牛頓運動定律的,落體東偏不符合牛頓運動定律,引入一個慣性力科里奧利力後落體東偏就可以在牛頓力學框架中得到圓滿解釋。
在高鐵突然做變速運動時,受力平衡無人機會相對於高鐵做變速運動。此時也可以引入一個慣性力,這個慣性系的方向和無人機相對於車廂的運動方向一致,這樣就可以用牛頓運動定律解釋無人機的運動了。
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4 # 谷川兄
要搞清楚兩個狀況,如果你在地面上放飛一個無人機,恰好飛進行進中的高鐵,那自然會撞上。但如果你是在高鐵上,那無人機就會有初速度,自然就跟著高鐵走了,不會撞上車廂了。
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5 # 李想老師
這個問題很有趣。
1、無人機能浮在空中靠的是葉片旋轉和空氣作用產生的升力,以及單個或多個螺旋槳對姿態的微調。所以無人機靜止在空中是相對於空氣而言的。
2、密閉的高鐵上的空氣,在高鐵勻速狀態的時候,快速和高鐵速度趨同,也就是相對高鐵靜止。因此,無人機在高鐵車廂裡相對於空氣靜止,也就相對於車廂靜止。
3、考察高鐵加速、減速時,空氣肯定會有細微的變化,所以無人機按理論說會有不穩定。但是由於高鐵設計時考慮到了人的舒適度,加速、減速十分平緩,空氣變化微乎其微,空氣的變化還不至於引起無人機姿態的變化。甚至可能一個人走過無人機旁邊引起的空氣變化,都比因為車輛加減速造成的空氣變化大。
4、考察其他車輛,比如傳統的快車,能開窗,由於內外氣壓差(怎麼產生的就比較複雜了),直觀感受就是會有風呼呼往裡灌,由於空氣場狀態不穩定,在這種車廂裡保持無人機的靜止狀態就是個技術活了。
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6 # 86262
跟著車一起跑啊,因為車廂內的空氣都和車是一個速度,那你說空氣中懸浮的物體是不是也應該有同樣的速度呢,除非開啟窗戶,導致車內空氣和車速度不同了,飛機懸停的話就被吹走了。
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7 # 傻子王2018
這個問題還是有點意思,就用經典物理理論來談談看法。
這個裡面大家都討論到了慣性,相對靜止等問題,想必這個大家都知道。再看看題主問題,是在一個啟動的車廂同步控制無人飛機,那就有兩個情況,一是飛機在外面,人在車上,不用想,飛機肯定不會跟著車跑,所以有人說遊艇上一樣,開放的空間,飛機和遊艇或火車是兩個獨立物體,不會互相干擾。一種就是大家普遍預設的在車廂內,而且是封閉的車廂裡的。想必大家都經歷過一個問題,一個人在行駛的車廂裡跳起來,落下來時是不是落到車後面去了?這裡,車是勻速直線運動的,而且人已經和車子是同速的,人和車已經形成了一個相對靜止的系統了,這時車上所有的物體在車上的表現和在地上是一樣的。這個好理解。那麼,車子啟動的時候呢?人會往後仰,座位會把人往前“推”,其實就是車給人一個向前的力,讓人加速。車廂裡的空氣呢?也是需要加速的!大量空氣會保持原有位置不動,然後靠車後壁擠壓傳遞力量,讓全車空氣加速到與車同速。以前15節車廂,中間門都是開的,車子加速或剎車減速時,中間就會有好大的風!這就是空氣也在加減速,現在高鐵動車都是關門的,空氣加減速更快。具體情形可以用水來模擬。
回到題目,在啟動的車上遙控飛機(這裡規定飛機是不是由GPS定位的,而是純手操作控制),因為飛機已經飛到空氣中,空氣靠擠壓加速,飛機靠什麼力加速?空氣擠壓會給飛機一定的加速,但那遠遠不夠給飛機提供向前加速的力,所以飛機還會保持在它相對於地面的位置上靜止。所以結論是,飛機會撞。如果遙控的是GPS定位的飛機,那看你如何控制,如果你控制它和火車同步執行,那它會和火車同步加速(因為空氣也加速了,會比在外面加速少花一點力氣),到速度一致且勻速直線運動時,空氣速度也一致時(空氣加速比飛機會快得多),飛機就會做懸停動作即可,具體看飛機內部控制如何實現了,但我想,應該沒人會在火車裡使用GPS定位控制飛機吧!所以後面講的也是針對手動控制的遙控無人機。
這裡題主的主要問題是在啟動的車上,而不是正在直線勻速運動的車上,如果是已經啟動完了正在勻速直線運動的車上,那隨便你遙控是不會撞的,因為飛機在手上或者說車上,已經加速到與車與空氣同步的速度了,已經是一個系統了,就像你拿個輕氣球它也不會飄到車後面去。
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8 # 宇宙探索
沒學過牛頓慣性定律嗎?任何物體都講保持靜止或勻速運動狀態,直到外力迫使它改變運動狀態。高速行駛的高鐵可以認為是一個慣性系(勻速行駛),懸停的無人機受到的合力為零,與高速行駛的高鐵形成一個整體,一個慣性系,當然會隨著高鐵一起跑!
這裡有一個前提,那就是高鐵必須勻速直線行駛,而無人機必須是懸停,否則如果高鐵做變速運動,或者無人機有水平方向的力讓其相對高鐵運動,問題就沒有多大的意義了!
無人機懸停,會給人造成一種錯覺,事實上只是我們沒法直接看到無人機對抗重力的向上的力,這種力與我們站在高鐵車廂力,車廂地面給我們一個向上的力本質上是一樣的。你可以在勻速行駛的高鐵上跳起來,會發現還會落到原點。道理是一樣的。
事實上,我們總是習慣以高鐵外面的視角去看到高鐵內部的運動情況,所以常常會造成某種錯覺和認知侷限性。但勻速行駛的高鐵不就是一個縮小版的地球嗎?而高速運動的地球不也正是放大版的高鐵嗎?
我們在地球上為何沒有在高鐵上的錯覺?如果在地球上你懸停一個無人機,為何沒有這種疑問?因為你不會以站在地球外面的視角去思考問題,你會預設自己與地球一起運動,甚至會預設自己和地球都是靜止的。但想想看,如果在封閉的高鐵裡,你不能看到外面的任何事物,高鐵也不發出任何聲音,你根本不知道自己是在高鐵上,還是在地面上!兩者本質上沒有任何區別!
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9 # 傑出青年之小巴菲特
太快坑定有慣性的 因為空氣摩擦小 這個動不動來基於什麼定位 有gps 有什麼空氣光流定位 前者坑定會被無人機檢測到然後很更正的 後者就不會了
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10 # 揣手手的狸花貓
很簡單,如果高鐵做勻速直線運動,那麼無人機不會撞牆!因為無人機受到慣性總保持靜止或勻速運動狀態,只到有外力迫使改變!如果高鐵突然減去,由於慣性,無人機要保持原有的運動狀態,就會撞向前面。如果高鐵突然加速,那麼無人機就會撞向後面!
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11 # 老頑童攝影師
理論上在執行中的高鐵上起飛無人機,根據慣性定律,不考慮GPS定位、視覺定位的情況下,無人機就像懸浮的氣球一樣,具備和高鐵一樣的水平初速度,能夠實現懸停,唯一不同的是,無人機螺旋槳產生的氣流會讓無人機在懸停中發生細小的漂移。
在無人機上,我們還是不得不考慮無人機的執行機制,以大疆為例,無人機具備GPS定位和視覺定位兩種定位模式。
先說GPS模式下,高鐵上起飛無人機,無人機相對於GPS來說是在運動的,那麼無人機必然會努力回到起飛前的位置上,發生碰撞是必然的。
如果無人機沒有連線GPS,依靠視覺定位懸停,那麼無人機並不會飄走而是懸停。
再說實際情況,首先高鐵上不允許你飛無人機,就算作為科學實驗獲得起飛許可了,那麼無人機只會出現上述第二種情況,即視覺定位下穩定懸停,因為無人機在車廂內受到外殼遮蔽無法連線到GPS,衛星定位功能會失效。
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12 # 星銥族
不知道你試過沒有,在自家的汽車上遙控無人機,看他能不能跟你的汽車跑?我想是沒問題的。但是如果汽車的速度超過無人機的最大水平移動速度,無人機就會被跟丟了。
回覆列表
會落到原點的.因為人有慣性!
在你跳起來的時候.你會獲得和車一樣的一個向前的速度.你和車相對靜止.所以落下的時候你還會在原點!
最簡單的例子就是:你在地面上跳高,還會落到原點!
你要知道地球的轉速可比車速快多了(為1700公里/小時)