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特斯拉电动皮卡防弹玻璃一砸就碎?马斯克:砸的顺序不对

前瞻网  8.4万阅读  2019-11-27 18:04:12

上周,马斯克在发布一款十分具有赛博朋克风格的新品——电动皮卡“Cybertruck”时突然翻车,在大庭广众下产生了尴尬一幕。

为演示Cybertruck的外部材料是多么坚固耐用,马斯克先是让人用锤子砸车,再让一个铁球从3米的管道落下,直直砸在车窗玻璃上,玻璃没碎。

随后,当观众提高期待值,看着一个壮汉举着铁球砸向车窗玻璃时,意外出现了——车窗玻璃出现了蛛网一样的裂痕,碎了。

此事在推特上热议纷纷,遭遇众多网友调侃,比如“当你搞砸一切,还不得不强撑下去的时候……”

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(推特视频截图)

马斯克在现场显然十分惊讶,但镇定调侃道:“哦,它没有通过测试,还有改进的空间”。

马斯克表示,他们在测试时朝它扔过工具,甚至厨房的水槽,“现在它坏了,原因有点奇怪,我不知道是什么原因。”

在一众网友的调侃下,马斯克后续又发布推特消息解释:“大锤是砸在了车门开裂的玻璃底座上,这就是钢球没有弹回来的原因。应该先在车窗上砸铁球,再用大锤砸门。下一次(一定)……”

据马斯克此前介绍,Cybertruck车身是由新研发的不锈钢合金制成,这种金属与SpaceX火箭用的是同一种。车窗玻璃则被称为Tesla Armor Glass。马斯克将之形容为“透明金属玻璃”。

Wired发布了一篇文章,试图用物理层面上的分析来搞清楚特斯拉的新型玻璃为什么会碎。

据分析,在第一次用铁球测试时,台上的助理站在玻璃旁举起手放开铁球,看起来似乎高度有1米。

第二次,助理爬上梯子,让一个铁球从3米多高处落下,从第二次撞击的时间估计,铁球初始速度为零,唯一作用于它的力是重力。在观看视频几帧之后,作者得到了下落时间,0.267秒。这就产生了0.35米的高度差——这和旁边梯子上的一个台阶的高度差不多。十级台阶,总高度差约3.5米。

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(B站视频截图)

从1米高处落下的球和从3.5米高处落下的球有什么区别?并不是只有一个数字能完全描述球和窗户之间的相互作用。最容易计算的两件事是球撞击玻璃前的动量和动能。动量是物体的质量和速度的乘积。

这就需要知道铁球在撞击前的质量和速度。作者称:“我不太了解这个球,它看起来像一个棒球,我知道有地方可以买到直径3英寸(棒球大小)的铁球。”

据此估计,其重量为4.2磅(1.9公斤)。至于速度,如果它从3.5米的高度(h)下落,初始速度为0 m/s,那么计算可得碰撞速度为8.3米/秒,动量为15.7公斤*米/秒。把它和从1米高落下的球的最后动量做个比较,后者仅有8.4 kg * m/s的碰撞动量,是前者的一半。

至于动能,当下落高度为1米时,撞击动能是18.6焦耳,而在3.5米高度时,动能增加65.17焦耳。

以特斯拉的情况来说,掉下来的球没有打破车窗,但最后一次扔出去的球打破了车窗。

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(B站视频截图)

让我们假设一些事情:这个人的抛球动作使球从静止状态移动到最后的速度,大约移动了1米。

球以恒定的加速度加速。投掷时间大约是0.27秒(从视频中得到)。将距离和时间的值代入,得到了每秒7.4米的投掷速度(仅为16.6英里每小时),碰撞动量为14.1公斤*米/秒。这使得它正好与从3.5米高处落下的球的碰撞动量相吻合。

所以,如果一切都准备好了,它不应该打破车窗玻璃。

到底是哪里出了错?是不是有人忘记升级特斯拉卡车的窗户了?作者提出了另一个设想:卡车的车窗玻璃坏了,而试验用的车窗玻璃没有。

两个窗户之间的关键区别是安装。先前的玻璃被某种类型的夹具固定在适当的位置。这些夹钳并不是完全刚性的——它们允许测试玻璃在撞击过程中移动一些。卡车的车窗则被门框固定住了,无法移动那么多距离。

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在卡车车窗的情况下,停止距离比安装玻璃(sg)的情况更短(车窗玻璃标记为sT)。因为我们处理的是力和距离,我们可以用功能原理来计算玻璃做的功,功是力和球移动距离的乘积。对球做的功必须等于球的动能的变化。

因为两个球都停止了,它们的动能变化是一样的。然而,由于卡车的车窗停在较短的距离内,它肯定受到了更大的力。

很难估计玻璃移动的距离,但假设安装的玻璃在碰撞过程中移动了1厘米,而车窗只移动了2毫米。

由于安装的玻璃的移动距离是车窗的5倍,所以它的冲击力是车窗的1/5。卡车车窗玻璃遭遇的力越大,它越容易破碎。

那怎么解决这个问题呢?作者提出,可以在车窗上留下一些小小的震动或弹跳空间,但这可能会影响它的酷炫外观。

虽然现场“翻车”,但话又说回来,特斯拉电动皮卡的外观的确十分具有“未来”风格。尽管业内许多人并不认为它对现有皮卡市场会造成什么威胁,但马斯克自己也曾说过,这款皮卡纯粹是个人爱好,即使没有很多人买也不会在意。

在“玩票”和吸引眼球这方面,马斯克显然是成功了。

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