如何用物理学证明自己没有违章?李永乐老师讲教授的罚单

作者: admin 分类: 科学 发布时间: 2021-09-10 23:28

        最近呢有一则新闻说是有一位73岁的退休教授在路上开车的时候,和别人发生了剐蹭,然后他向交警提交的一篇论文用物理学证明了自己是没有责任的。后来交警看过监控,认可了他的结论。有个小朋友就问我说,用物理学来证明自己没有交通违章,这有可能吗?我要负责任的告诉大家,有可能,而且这已经不是第一次发生了。在2012年的时候,美国就以为教授领了一张400美元的交通罚单。后来呢,他向法院提交的一篇论文就说服了法院改判他没有违章了。

        那么这件事到底怎么回事呢?我们一起来研究一下。首先我们来说一下2012年这个事件的经过是怎样的。当时呢啊2012年的时候啊,在美国有一个加州大学加州大学有很多的分校啊,有一个圣地亚哥分校。这个加州大学圣地亚哥分校呢有一位老师,这个老师呢叫2米特里。帝米特里啊特雷科夫这么一个人,那么这个人呢,他当时可能是开着车赶着去学校啊,在开一过程中呢走过了一段路。那么美国呢跟我们中国一样,有些地方会另一个牌子。上面写着stop啊。

        什么叫斯道夫啊,就是说你到了这个地方之后,你必须要停一下啊,你不能不停,停多长时间都可以,但是你一定要停一下。然后呢这个教授呢就开着车过来了。过来的时候啊,他有可能就没有停,反正就开过去了。开过去的最后呢,在马路的旁边有一个警车啊,这个警察呢就在这待着呢。啊,这是在这个警察呢就发现,哎呀,有一个人呢开过了这个stop这个标志,但他没有停,对吧?就把它给记下来了。记下来了之后呢,到法院里边去啊,就说啊你可能是违章了,对吧?所以呢我要罚你四百刀。

        啊,罚你400美元。然后呢这个教授一看不行,说你不能罚我400美元,因为呢你没有亲眼看到我没停,而警察说我亲眼看到你就是没停啊,你怎么胡说八道的,他说你看啊。我当时开了一辆车,这辆车呢名字叫雅力士啊雅力士这雅力士这车呀比较短,对吧?当时你看着我的时候吧,你没有在这条马路上看见过,你是在侧方向看着我的。而且你看我的时候呢,这路上停了一个车,这个车还比较长,这个车是斯巴鲁啊,斯巴鲁这个485这个车啊挡住了你的视线。所以呢我在这里停了一下,你可能就没有看见。而且不仅仅他有这样一套说辞啊,他还通过物理学的方法来证明了我觉得说辞是合理的。我们就来看一看它是怎么证明呢。那首先呢他提出了这么一个概念,就说呀。

        我要告诉你们啊,线速度线速度和角速度它是不同的。这件事呢,我们在上中学的时候啊都已经知道了啊,可能警察和法官不知道,所以我先教育教育你们,告诉你们什么是线速度,什么是角速度。什么是限速度?什么是角速度呢?咱们先说现在速度完,他说比如你看啊我这个车呀叫C对吧?这有一个牌子叫S车呢,在这条路上我行使。过一段时间我走了一段距离。这单是X对吧?所以啊我们就有一个叫做线速度的含义,限速度呢也叫速度。

        他就是我所走的距离与相应的时间之比,这就是速度啊。那么什么是角速度呢?这个交警啊officer他在旁边对吧,在旁边呆着,所以呢所以他看到的这个车呀是在有个连线,这个连线是在不停的发生变化的。你没走一段距离,它都有一个变化的角度叫delt seat啊,我可以用这个角度变化,再除以相应的时间,那就叫角速度啊。所以角速度呢我们用字母啊一个来表示,他表示。但是他斯塔出一代的T显而易见啊,如果这个汽车是匀速的话,它线速度是保持不变的。但是它的角速度其实是变化的,对不对啊,然后这个教授就说他说我可以帮你推导一下这个结论。

        啊,如果这个车是匀速的话,在匀速的时候,他的诉他的距离X应该是速度乘以时间,对不对啊,我们就可以取正中间到S这个点是T等于0。正中间这个点是T等于0,这样一来呢,它的角速度角速度我们就有一个公式了啊,这公式我也不推了啊,大家也不关心怎么推出来的,在结论我写在这儿。就是角速度啊,米哥等于啊V0除以20,再除以1,加上V0除以R0的平方,T0的平方。这里边威灵呢就是你的速度,这个T呢就是时间,而这里边儿的这个R零是什么?就是这个交警到这条路的距离啊。而入中国。关系是吧?好,我们来看一下啊,随着时间的变化,你这个角速度是在不停的变化的。

        我们能不能把图像画出来,当然可以了,横坐标呢就是时间T。天T为零就表示的是你到达S点了,所以没到S点之前时间是负的dos点之后时间是正的。如果我们把这个图像画出来,纵坐标是哦。咪哥。长什么样呢?他长的样子啊,就是这个样子的,上去最高再降下来降下来啊。意思是说呢,当你接近于正中间这个S点的时候,那么你的角速度看起来就非常大。两边的时候呢,这个角速度就会非常非常小啊。

        咱们可以想象一下,如果有一列火车匀速的开过,我们身边的话,当火车离我们比较远的时候,是不是感觉到这火车好像几乎没什么动,对不对?他经过我们身体旁边的时候,你就会感觉到我这速度非常非常快。为什么呢?其实我们所感受到的是这个角色物当经过我们身边的时候,这个角速度非常大。所以我们感觉火车开得快。但实际上呢。火车是匀速运动,对吧?好,这就是教授的第一个分析。他说呢啊你所看到的是角速度,对不对啊,不是线速度。那么这个教授呢其实辩驳他说呀。那么你说我没停车,但实际上我停车了,我为什么这么说呢?啊,在变速的情况下,变速的情况下又是如何呢?宿啊,我们可以画一个速度时间图像。啊,教授说呀,我当时刹车了,所以呢所以我的速度是减为零的。前卫营了之后又怎么样又匀加速又加起来了啊,教授说我我这个速度是变的,对吧?但是呢我存在一个叫加速度的东西啊,什么叫加速度呢?加速度是指速度的变化率。

        delt b除以delt啊,我的加速度可能是不变的。如果加速度不变,在匀变速的情况下,A不变的时候,根据我们中学学的物理公式,我们就知道速度会等于加速度乘时间,而所走的距离也就等于二分之一的加速度乘以时间的平方。好,还有这么个结论,他说现在啊我继续去推在加速度不变的情况下,角速度应该有什么样的变化呢?又有一个很复杂的公式,那么这个公式怎么推导的,大家也不关心,我就直接把结果写出来了啊。就是你经过的时候啊,如果你这样的一个情况去经过速度随时间这样变化的话,那么角速度等于什么呢?等于啊AT除以20,再除以一加上。A除以20的平方T的4次方,就是像这个样子哦,这还得乘个四分之一啊,就是这个样子。好吧,然后我还可以把这个呢也画出一张图来。横坐标呢是时间T啊,纵坐标呢是你的角速度啊,eagle假如啊我是先匀减速用云加速的,而我的加速度是比较小的,那我可能会。画出这样的一张图的角速度,感觉起来是这个样子。这个加速度呢可能是一米每2次方秒的时候,加速度是这么大的时候啊,那么如果我加速度大一些。我刹车比较狠,加速也比较狠的话,那图像就有可能会变成这样。

        啊,图像有可能会变成这样。这个是加速度是3米,每2次方秒的时候,那如果我加速度再大一些,有可能是什么样呢?加速度再大一些啊,图像有可能是这样上去又降下来。再上就降下来,哎,这个是加速度,是10米每2次方秒的时候,那是密文2次方秒的时候。所以咱们可以看到,假如说啊我们把中间这一部分挡上,那你很有可能就看不见我减速了这个阶段。但是我实际上是在减速。而且呢他还计算了说,那我如果加速度就是十啊,他说雅力士是可以达到加速度是十这么大的,我就取加速度A等于10米,每2次方秒。A等于10米,每2次方秒。在这个时候我就取图中的这个绿色的这个线了。此时他在两个最大角速度之间的这个时间差有多大呢?大角速度的时间差就是这个时刻叫fut0,这个时刻叫正替梁啊,他会发现这个涕零啊,经过计算大概是11点儿。07秒啊,就是说我在1.07秒的时间内,从最大角速度会降到0,然后又会在1.07秒的时间内从零恢复到最大角速度。

        而这1.07秒你恰好怎么样了?你恰好被遮挡了啊被遮挡了,所以他继续去分析这个遮挡的情况。他说呢我旁边停了一辆斯巴鲁啊,斯巴鲁叫傲虎啊,他这个傲虎呢有4.8米。而我这个车呢是亚力士亚威彻,贾迪士这个车比较短,这个痒一射是3.8米啊。于是呢我开过去就会被遮挡遮挡遮挡,直到到另外一边我才会出来,对吧?所以分为两种情况,一个是全部遮挡。如果我这个车整个的在这个奥普后面的话,我就全部被遮挡了。这个有多长的距离呀?我们小学的时候学追剧就知道,那就应该是4.8减4.8,对吧?所以全部在车后面的话,长度是1米。然后他说呢,那这一米如果我是匀加速或者匀减速,而且加速度一直都是10米每2次方秒的话,那么最后我们需要多长时间呢?这个时间可以算出来大概是零。第四五秒啊0点四五秒。那么我初部分被遮挡,就是我车头进去或者车尾还没出来,这个有多要有多少距离呢?啊,那应该是4.8米加3.8米,一共是8.6米。我有8.6米的距离会被部分遮挡。

        如果我是匀变速的需要多长时间呢?大概是1.3秒。他说你看啊,我有1.3秒的时间是被部分遮挡呢,我有的点四五秒的时间是你完全看不见我。而我只需要1.07秒就会减速到0,再需要1.07秒就会加速回来。所以呢所以交警你没有确切的证据证明我是没有停车的,对吧?呃,如果我们再把这个图像画的清楚一点。大概是这个样子,他说我的角速度那应该是什么样呢?应该是这样的,加速度很大,然后减为零,然后再加上去再减为零。我花的时间大概是1.0。7秒对吧?1.07秒。哎,那么交警呢,你在1.3秒的时间内,你就已经看不见我了,在1.3秒的时间内正-1.3秒N你就已经看不见我了。这个范围内你看不见对吧?所以你只能凭猜测,你猜测我可能怎么样,我可能没有停车,你认为啊我可能是没有停车走了这样的一个轨迹。哎,这样的一个轨迹是没有停车嘛,大概速度呢是8米每秒,匀速的开过去。

        这是你脑补出来的,而且你在这1.3秒的时间之外,你看起来两条曲线是差不多的。1233秒之内你又看不清楚,所以你认为我没停,而你错了,对吧?他写了这么一篇论文,指出了三个问题。第一个问题呢就是交警看到的是角速度,而不是线速度。第二个问题呢是我这个车啊加速度也比较大,我加速度可以是10米每2次方。秒对吧?第三个问题呢就是你存在遮挡。但是三个问题之下,那么交警的这个证词是没有说服力的。我们知道啊在美国你想证明自己无罪,其实只要推翻检方的证据就行了,对吧?所以他推翻了这个警察的证据,那他自己就没有罪了。这个四单没。的罚单呢就给取消掉了。后来他还写的一篇论文发到网上去了。其实呢他的这个推导是存在很多漏洞的啊,我们举两个漏洞。第一个漏洞是他在刹车的时候,他可以有十余米2的方法增大加速度刹车。是没问题的,但是他在启动的时候,亚丽是给的数据是最多加速度只有2米,每2次方秒,而不会达到10米,每2次方秒这么大。你不光得杀了,祝你还得启动的起来,对不对?所以更大的可能是他其实并没有停车,他就是直接开过去了啊,这是其一。其二,他会计算上也有漏洞,就是他认为啊遮挡的时间他是匀变速的。事实上呢遮挡的时间不是匀变速的,而且先减速到0再加速起来。就是说你只有一半的距离是匀减速,一半的距离是匀加速。你这么一算呢,时间跟你这个计算也不一样,对吧?所以他最有可能的就是他其实确实是没有停车,他只是通过这种方法。来忽悠法官和警察而已。后来呢,这个案子判完了,他出来了,别人就问他说,那你到底停车了没有啊,然后他还可以一笑说,我当然听了。

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