全球速看：小鸟真能撞坏飞机 ?

2023-02-28 10:22:35 来源：科普中国

小鸟真能撞坏飞机 ?

真实原因在这里

(资料图片)

轿车上装有安全气囊系统，跳高运动员落地处垫有厚厚的海绵，

轮船靠岸时码头上装有橡皮轮胎等，

这些都是利用动量定理延长作用时间，以减小受到的作用力。

2019年8月15日，俄罗斯乌拉尔航空一架空客A321飞机在莫斯科郊区茹科夫斯基机场起飞时与一群海鸥相撞，鸟群击中发动机导致其大面积运行中断，飞机最终在离跑道一公里多远的玉米田紧急迫降，但好运并不总是伴随这类飞机。小鸟撞向飞机，大部分后果严重时候就是机毁人亡！1994年，伦敦希思罗机场一架波音－747客机撞上了一群鸽子后坠毁，机上350名乘客全部遇难。1995年，美国空军的一架E-3预警机起飞时，遭到30几只鸟的撞击，最终飞机坠毁，机上24人无一幸免于难。2000年，俄罗斯一架安－８运输机发动机吸入一只野天鹅在刚果坠毁，造成21人死亡。

小鸟真能撞坏飞机？惨痛的事实告诉我们：小鸟的确能撞坏飞机。我们会觉得疑惑：按理说，体型小、重量轻的鸟类，与钢筋铁骨的飞机相撞应该是以卵击石的效果，为什么能把飞机撞坏？这是因为破坏主要来自飞行器的速度而非鸟类本身的质量，也由于撞击时间太短暂了。

这涉及到的是动量定理的知识，我们知道描述运动会用速度这个物理量，质量和速度的乘积定义为动量，力和时间的乘积定义为冲量，合外力的冲量等于动量的变化量，这就是动量定理，通俗的说，生活中鸡蛋落在水泥地上容易破碎，同一高度落下的鸡蛋落在海绵垫上不容易破碎，这是因为落地前后鸡蛋动量变化量相同，但落在水泥地上时间短，则力就大；落在海绵垫上缓冲时间长，则力就小。

当铁锤以一定速度敲打钉子，由于作用时间很短，撞击力大，钉子就很容易钻入木板了。我们可以对小鸟撞飞机做个简单计算。假设鸟的质量1千克，鸟的速度约50米每秒，飞机的速度取300米每秒，取撞击时间0.2毫秒，选小鸟为对象，据动量定理可求出当小鸟受到约1750000牛顿的撞击力，这百万牛顿的撞击力绝不亚于一颗炮弹对飞机的威胁，更何况鸟撞向飞机的发动机等较薄弱和要害之处时，如此巨大的撞击力造成机毁人亡是毫不稀奇了。难怪撞飞机的小鸟被称为“愤怒的小鸟”。

同理，高速行进的动车、起飞的火箭、降落的航天飞机若遭遇飞行物撞击，结果也很严重！

2013年6月2日，杭州至北京的高铁驾驶舱前挡风玻璃被一只飞鸟撞击，玻璃破损严重。2003年的哥伦比亚号航天飞机返航时解体，就是因为起飞时遭遇了一块脱落的泡沫保温材料撞击受损所致，结果是航天飞机解体，七名宇航员遇难！

动量定理是动力学的普遍定理之一，常用于解决涉及力作用时间问题，物体相互作用问题时，动量定理是力对时间的积累效应，使物体的动量发生改变，适用的范围很广，在生产生活中的作用更不容忽视。

驾驶员在驾车的时候必须系上安全带，轿车上装有安全气囊系统，跳高运动员落地处垫有厚厚的海绵，跳远落地点设在铺有厚厚沙子的沙坑里，体操运动员落地时的屈膝，装在瓦楞纸盒里面的玻璃器皿不容易碰破，易碎物品被包裹上泡沫、碎纸屑，家电包装箱里套有硬泡沫塑料，轮船靠岸时码头上装有橡皮轮胎；打篮球接球时有缓冲动作、救球后的翻滚动作、搭乘电梯降落到底层时会有缓冲器缓冲等等，这些都是利用动量定理延长作用时间，以减小受到的作用力。有时我们也需减小作用时间，以得到较大的作用力。如钉钉子用铁锤，而不用橡皮锤；工人用冲床冲压钢板，排球短促击打等。

现在你能明白杂技表演“胸口碎大石”的原理了吧。我们知道杂技表演“胸口碎大石”，演员平躺在钉板上，腹部放一块大石板，另一个人用大铁锤猛击大条石，结果大石板裂开，而人却安然无恙。

下面我们动手来做小实验了。

器材：鸡蛋若干个、泡沫垫、装有清水的玻璃杯、红砖、汉语词典、象棋、A4纸条、铁锤、空易拉罐若干个、头盔

1、棋子过“河“：盛有清水的玻璃杯上放张A4纸条，纸上再放一象棋，用一水平力缓慢拉纸条，象棋随纸条一起运动，若迅速拉动纸条，发现象棋掉在水杯里。

2、“塔“下取纸：将空易拉罐垒成图示宝塔状，3张纸条分别压在上层、中层、下层易拉罐下，要想把纸条从”宝塔“下取出，又要保证”宝塔“不倒，应该缓缓地、小心地将纸条抽出呢，还是快速的将纸条抽出来？

3、“胸口碎大石”简易模拟——蛋碎瓷全还是瓷碎蛋全。这里鸡蛋模拟人腹部，4 个鸡蛋放于泡沫垫上，鸡蛋上面依次放一本汉语词典、一块红砖、一块瓷板。铁锤猛击瓷板，观察蛋碎瓷全还是瓷碎蛋全。

4、鸡蛋落体：取一个鸡蛋从同一高度静止释放，第一次落入泡沫袋垫上，第二次落入水泥红砖面上，请观察现象。

5、盔中护蛋：头盔下放一鸡蛋，铁锤猛砸头盔，盔下鸡蛋安然无恙。

关键词：动量定理作用时间航天飞机