在密闭行驶的车辆中有一只苍蝇,苍蝇并未与车辆接触,车辆的行驶速度和苍蝇的速度是怎样的?

向日葵不放弃阳光1


我认为这个问题很简单,车里的苍蝇分三种状态:

第一种是附着在车体,苍蝇和车同速。

第二种,苍蝇短暂脱离车体在车里飞行后再次停在车体,这时候苍蝇可以暂时获得车辆行驶的惯性;

第三种:苍蝇离开车体,在车内长时间飞行,当最初汽车带给它的惯性消失,若苍蝇飞行方向与车行驶方向不一致,苍蝇会撞上车体;若苍蝇想在车里悬停,除非飞行速度至少保持和车同速。

(关于这个问题,车子密闭与否根本不是因素,我们讨论的只有一个指标:两者的速度差。)


猎风览岳


亲身经历:夏天有时候开车车里面就会偶然关一直苍蝇,在不把窗户打开的情况下,车子不管行驶的速度有多快,苍蝇在车子内仍然照常飞行,和在平地上没有任何区别。这就说明,苍蝇的速度是完全和车速一致的,即便苍蝇没有和车子接触。

其实,这个事情后面的物理规律也很简单,就是因为牛顿第一定律。即在没有受力的情况下,物质的运动速度保持不变。在汽车没有加速的情况下,苍蝇和汽车是相对静止的,因为二者速度一致。当汽车加速时,苍蝇的速度就会小于汽车的速度,如果汽车瞬间加速度很大,那么苍蝇如果飞不及的话,就会撞在汽车的后面。

但是,苍蝇的速度是很快的,汽车加速的时候它在飞行过程中也可以加速。而且,由于汽车是密闭的,所以车内的空气也会受到汽车给予的一个相同的加速度,从而使得空气也一起跟着汽车加速,最终这个加速度也会部分作用于苍蝇身上。当汽车停止加速时,苍蝇和汽车的速度是一样的。

其实,这个实验我们现实中也可以做。比如一杯水中放置一个漂浮的物体,我们瞬间横向移动水杯,水杯中的水就会往后扬起,而水上面的漂浮物也会跟着向后扬起。这里水杯就好比密闭的汽车,水就好比空气,漂浮的物体就好比是苍蝇。当然,水的密度是比空气大的,所以漂浮物在水杯加速过程中,位移会比空气中小,因为它会收到水更大的推力产生加速度。


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【导语】当我们汽车在行驶到时候,车内的物品如果抛起来或者是自己飞起来的时候,车内的物品的速度是什么样的?类似这样的问题一直是大家比较热衷于讨论的事情,今天既然有题主提到这个问题了,那么我就来进行一个全面的分析,讨论一下当汽车在行驶的时候,车内的物品和车内没有和车辆接触的物品都是什么样的状态。

首先我们可以肯定的是,当我们汽车在高速行驶的时候,如果车内是关窗的状态的话,车内的空气相对汽车来说就是静止的,否则我们就会被吹得难受;当我们把车窗打开的时候,车外的空气会因为车辆的速度而从车内穿过,这个时候车内的空气和车子的相对速度是运动的。

如果我们在上高速的时候不小心让一只苍蝇飞到了车里,并且带到了高速公路上,汽车以120km/h的速度巡航,这个时候如果我们关着车窗的话,车内的空气就是相对静止的,这个时候苍蝇飞起来的时候就像是在地面禁止的时候一样的,这种时候苍蝇相对于外界的速度就是120km/h,而相对汽车的速度来说就是0km/h、因为汽车开到哪里,车内的空气就会被带到哪里,在苍蝇眼里车内就是一个静止的环境。

当我们把车窗大开的时候,由于汽车相对外界的空气来说是有速度的,所以外界的空气会流进车内,我们会感觉到车内有很大的风吹过,这个时候如果苍蝇正好在车里是飞在空中的状态的话,在开窗的瞬间就会被吹走,这个时候苍蝇相对汽车的速度是接近120km/h的(流经车内会有减速),而相对外面的空气是静止的,所以当苍蝇被吹出来的时候,很快就和地面处于静止的状态。

这其中的关键点在于,汽车在120km/h行驶的时候,有没有带动车内的空气还有物品,就像我们放在车里的证件,当车辆行驶的时候,证件也会跟着一起行驶,证件和地面相对运动,运动的速度和汽车行驶的速度一致;车里的苍蝇也是如此,当汽车没有开窗的时候,车内的空气是被汽车带着走的,连同空气中的苍蝇也一起被带走,这个时候苍蝇和证件一样相对汽车是静止的,但是相对地面来说又是运动的。

这就好比我们的地球,我们的地球以飞快的速度绕着太阳旋转,并且自身也在高速自转,但是当我们在地球上某个地方的时候,我们就会感觉到我们是静止的,但是实际上从绝对速度上来看的话,我们现在在宇宙中的速度是非常可怕的。

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用牛顿定律就可以简单解释,答案肯定是一样的,当然前提是汽车在匀速行驶,如果来回的加速减速,汽车和苍蝇的速度当然是不一样的。

按照牛顿定律的诠释,当汽车匀速运动时,里面苍蝇的运动状态与在静止的汽车里并没有区别,如果苍蝇是瞎子和聋子,不能看到汽车外面的世界也听不到声音,苍蝇就完全不能判断是在匀速行驶的汽车里还是在静止不动的汽车里。

类似的问题还有:在高速行驶的汽车里,比如时速120公里,汽车里的苍蝇为何能随汽车一起飞行,而没有撞到汽车玻璃上?原因同样如此,匀速行驶表现出来的特征与静止是一样的。

这中特点在我们生活中随处可见,每个人都经历着。我们所在的地球就可以认为是一辆匀速行驶的汽车,每当你腾空跃起落下时,你仍旧会落到原点,不会向后飞行,因为你和地球是一体的。而空中飞行的小鸟就相当于汽车里的苍蝇,小鸟不会因为地球高速旋转而被甩出去,小鸟的速度(假设腾空不动)与地球的速度是一样的。

不但苍蝇是这样,汽车里的空气同样如此,空气的速度与汽车也是一样的,如果不一样你肯定会感觉到汽车里有风,但实际上密闭的汽车里你是不会感觉到有风的。这也决定了苍蝇可以随意地在汽车里面飞来飞去,与在地球上没有任何区别!


宇宙探索


这个问题不需用高深的相对论来回答,浅显易见的日常开车观察就可以了。跑高速,尤其是在初夏的傍晚开车,次日会发现汽车前脸特别是前牌照上密密麻麻的一层蚊子的尸体,而密闭车内咬你没商量的几只蚊子却安然无恙,伴你度过那段行程。同时会发现不论车开多快多慢或者停下来,丝毫不影响蚊子,想咬你小腿绝不咬你膀子,灵活自如同在卧室里一样。车外的蚊子都是被撞上的,虽然比不上飞机撞小鸟,但若是点子背的话,就像喝西北风也会塞牙。我遇到过,一只伊蚊和一只麻蚊打架,结果前挡风玻璃上出现了两个蚊子同大小,同形状,同肢干状的两处裂痕。蚊子如此,苍蝇也应该如此。


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想必这辆车应该就是普通的家用车吧,苍蝇在里面的情况差不多与你自己在车里的情况一样,除非汽车的加速度很大,那样苍蝇就会被甩到汽车内壁,而你则因为安全带牢牢的坐在座位上。

我们来看看苍蝇在各种情况下会出现什么情况:

比如汽车在启动时,由于苍蝇在空气飞行、悬停等都需要依靠空气来“托住”它(也就是拍打翅膀产生向上的力,抵抗重力),那么汽车启动时,是一个变速的过程,由静止转为某一速度值的过程。

那么苍蝇在里面也会经历这个过程,否则它就会被“摔”到汽车后壁,但一般而已由于汽车的加速度不可能有多大,因此我们都没有看见过苍蝇撞到墙上的场景吧(除非是它自己想撞墙)。

而在汽车匀速行驶阶段,苍蝇可以在车内自由飞行,和汽车静止时毫无异样,这一点正是力学相对性原理的体现,在没有共知或前提条件下,匀速和静止实际上是没法区分的。

而在汽车减速阶段,实际上和加速阶段没两样,只是苍蝇“摔”的方向反了而已。

其实这个问题只是简单的初中物理常识,就和“一个人在运行着的高铁车厢内跳一下会出现什么情况?”一样。

最后再问大家一个问题:在一个静止的车厢内,一个光子从车厢底竖直向上发射,光迹是一条直线;如果换做运动的车厢呢?

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赛先生科普


要探讨这个问题,首先得从头分析。如果车子未启动时,苍蝇停在车子的某处,那么随着车子的启动,它也获得的相同的速度v,这时它和车子的相对速度就为0.如果一开始它就悬停空中,对不起,他肯定会撞在后窗玻璃上。打个比方,此时车子就像一个苍蝇拍,啪的一声打在它身上。如果它一开始就停留在苍蝇拍上,苍蝇拍再快也打不着他。


混沌之力123


这是相对运动的问题,假如车的速度是v1,方向向前。苍蝇的速度是v2,方向向后。在此只考虑二者速度方向相同或者相反,不考虑二者速度方向成角度问题。

根据矢量三角形法则,车相对于苍蝇的速度就是车的速度减去苍蝇的速度。苍蝇相对于车的速度就是苍蝇的速度减去车的速度,记住速度是矢量,带上正负号表示方向。


石头大V


地球在宇宙中高速运动,作为地球上提问者的你,原地跳起来离开地面时候,能感觉自己高速运动吗?


随遇而安


分享一下小技巧:车内有苍蝇你不用拍打,因为经常打不着,打着了又会弄脏了车,分心也不利于行车安全,有效的办法是,当苍蝇飞舞时,慢慢加速120迈,来个急刹车,苍蝇被撞晕后再收拾它!


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