Anda mengemudi, mengurus bisnis Anda sendiri, dan—TingLai Sesuatu memukul kaca depan Anda. Anda tidak melihatnya datang, tetapi gelasnya retak. Dari mana sih itu berasal, dan mengapa itu mengenai kaca depan Anda?
Seperti yang selalu saya katakan, Anda tidak mengerti sesuatu kecuali Anda bisa memodelkannya. Jadi mari kita coba eksperimen pemikiran kecil. Kami akan mulai dengan skenario dasar, di mana seseorang di depan Anda menjatuhkan objek di jalan, dan kemudian melihat apa yang kita butuhkan untuk membuatnya bekerja.
Ikuti bola yang memantul
Oke, bayangkan sebuah mobil mengemudi di depan Anda dengan kecepatan 30 mil per jam. Seorang anak di kursi belakang mengambil bola goyang dan menjatuhkannya keluar dari jendela. Mengapa mereka melakukan ini? Siapa tahu mengapa anak -anak melakukan sesuatu. Inilah yang terlihat seperti seseorang di sisi jalan:
Apakah itu yang kamu harapkan? Bola memantul, tetapi terus bergerak bersama mobil. Ini karena ketika bola dilepaskan, kecepatan horizontal sama dengan mobil. Satu -satunya perubahan adalah dalam kecepatan vertikal: gaya gravitasi menyebabkannya bergerak ke bawah sampai menyentuh tanah, pada titik mana, ia pulih ke atas. Seperti yang Anda lihat, itu tidak akan menabrak mobil di belakang.
Oh, tapi bagaimana dengan tarik udara? Memang benar, karena bola bergerak di udara, ia bertabrakan dengan molekul udara. Ini menghasilkan kekuatan ke arah yang berlawanan. Besarnya gaya seret ini tergantung pada kecepatan bola yang bergerak dan ukurannya. Menghubungkan beberapa nilai yang masuk akal, gerakannya sekarang terlihat seperti ini.
Sekarang bola berperilaku lebih seperti yang Anda harapkan. Kecepatan horizontal berkurang sehingga jatuh di belakang mobil asli. Tapi itu masih tidak akan mengenai kaca depan Anda. Dengan hambatan udara dan kehilangan energi pada dampak dengan tanah, setiap bouncing sedikit lebih rendah dari yang sebelumnya. Kamu harus baik -baik saja.
Rock Out
Sekarang katakanlah anak itu menjatuhkan batu di luar jendela. Kids! Atau mungkin ada truk yang membawa kerikil, dan beberapa di antaranya tergelincir melalui celah. Ketika batu itu menyentuh jalan, gerakannya dapat berubah dalam beberapa cara. Pertama, ada kekuatan gesekan antara batu dan jalan, yang akan mengurangi kecepatan horizontal batuan. Seperti yang kita lihat di atas, lebih lambat itu buruk.
Kedua – dan ini bisa tampak aneh – karena batu berbentuk tidak teratur, mungkin saja berputar dan mengenai trotoar dengan cara yang membuatnya lompatan lebih tinggi dari yang dimulai.
Tunggu! Bukankah itu pelanggaran hukum? Anda tahu, hukum konservasi energi? Tidak, ini energi transfer. Batuan yang berputar dan bergerak memiliki energi kinetik rotasi dan translasi (linier). Beberapa tabrakan dapat mengubah energi rotasi menjadi energi translasi, yang membuat batu terpental lebih tinggi. Lebih tinggi itu buruk.
Inilah yang terlihat seperti itu:
Jadi Anda berlayar di sepanjang jalan raya di, katakanlah, 70 mil per jam – dan ada batu di udara di bagian atas jalannya. Itu sesaat saat istirahat, tetapi Anda tidak. Biarkan pengadilan mencatat: Batu itu tidak mengenai Anda. Anda menabrak batu. Tetapi efeknya sama. Either way, Anda membutuhkan kaca depan baru.
Rock and roll
Itu skenario yang masuk akal, tetapi bagaimana jika tidak ada truk di depan Anda? Sebenarnya, penyebab kerusakan kaca depan yang lebih umum adalah batu yang tergeletak di jalan yang ditendang oleh kendaraan lain. Anda mungkin berpikir itu akan ditembak kembali di mobil di belakang, tapi itu tidak tepat. Batu itu masih tidak bergerak mundur.
Gambar Ini: Roda berguling -guling di sepanjang jalan dan sebuah batu terjepit di antara tapak ban. Ketika batu itu bersentuhan dengan tanah, itu sedang istirahat. Inilah yang akan terlihat seperti itu:
Bagaimana jika batu itu jatuh pada saat yang tepat saat bersentuhan dengan tanah? Nah, pada titik itu kecepatan batu sehubungan dengan tanah adalah nol. Itu hanya akan menjadi batu bodoh lain di jalan. Bukan masalah besar.
Tapi tunggu! Bagaimana jika batu menempel pada ban sedikit lebih lama dan kemudian dilepaskan, mungkin karena pelenturan karet. Dalam hal ini batuan dapat memiliki kecepatan ke atas yang signifikan. Di sini, izinkan saya menunjukkan kepada Anda. Ini adalah roda yang lebih cepat, jadi saya sedikit memperlambat animasi:
Ini buruk. Sekarang kita memiliki batu ini bergerak ke atas dengan kecepatan horizontal yang sangat sedikit. Itu berarti itu hanya akan duduk di sana di udara menunggu mobil berikutnya untuk membantingnya. Sekarang memang benar, batu lebih cenderung macet di tapak ban truk besar. Tapi itu sebabnya truk besar memiliki flap lumpur – tutup karet yang menggantung di belakang kemudi.
Saya tahu, harus mengganti kaca depan Anda menyebalkan. Tapi ingat saja, mobil Anda mungkin bertabrakan dengan batu, jadi itu bukan kesalahan batu. Anda ingin menghindari batu terbang? Sungguh sederhana, sungguh: Mundur! Berhenti mengikuti begitu dekat.
