马斯克皮卡的防弹玻璃为啥会被钢球砸碎?

因为在特斯拉皮卡中,玻璃板被牢固地固定在门窗框架中,并且位移空间相对较小。固定在窗框上的玻璃所承受的力是垂直落下实验中玻璃的5倍,因此被砸碎了。

1、首先看一下垂直粉碎的情况。

工作人员没有说他爬了多高,但是在视频中您可以看到球出现在管道的尽头,落在玻璃板上大约需要0.267秒。根据公式,假设初始速度为零,加速度为g=9.8 m/s,则该距离约为0.35米。

工作人员掉落钢球的高度约为此距离的10倍,因此,钢球与玻璃板之间的距离为3.5米。当然,它并不准确,但足以进行此分析。

2、科学的推理。

根据v^2=2gh的公式知道下落高度,我们可以计算出钢球以大约8.3 m/s的速度接触玻璃板。市场上的钢球的重量,约为1.9千克,根据动量p=mv,钢球撞击玻璃板时的动量可计算为15.7kg·m/s。动能K可以根据公式K=1/2 * m * v ^ 2计算,即65.5J。换句话说,特斯拉皮卡使用的玻璃板可以完全承受15.7kg·m/s的冲击。然后,让我们看一下场景中发生的情况。

您首先需要做一些必要的假设:员工的投掷动作使钢球从静止状态移动到最终速度约一米。球的加速度不会改变。视频中静止球的移动时间约为0.27秒。因为加速度是恒定的,所以平均速度等于初始速度和最终速度的总和除以2,总距离除以总时间。

因此,在“侧翻”场景中,钢球撞击窗户玻璃的最终速度为7.4 m/s,动量为14.1 kgm/s。在3.5米高的垂直跌落试验中小于15.7 kgm/s。根据这一结果,窗户玻璃不应像马斯克所说的那样破裂。它可能与安装方法有关。在垂直跌落测试中,将玻璃板夹紧。该固定装置不是完全刚性的,因此当击打钢球时,玻璃板的移动空间相对较大。在特斯拉皮卡中,玻璃板牢固地固定在门和窗框上,位移空间相对较小。

在垂直跌落测试中,假设玻璃撞击时,玻璃移动了1厘米,而在现场,玻璃仅移动了0.2厘米。然后,根据该公式,当动能变化大致相同时,固定在窗框上的玻璃所保持的力是垂直下落实验中玻璃所保持的力的五倍。于是玻璃碎了。