驾驶着战斗机开到和子弹一样的速度可以顺手抓到子弹吗

一战时期,一位法国的飞行员驾驶一架飞机在空中飞行时,突然,看见面前有一只“昆虫”(或者苍蝇),伸手抓住,一看居然是一颗德国的子弹。
在许多资料上都看到过这件事,并且是初中物理中说明相对静止的一个经典案例,曾出现在中考题中,从来没有怀疑过。
所谓相对静止,是指两个物体运动快慢和运动方向一致,空中加油,飞船对接都是相对静止的经典应用。
一战时期的飞机时速可以达到几百千米,没有子弹出膛的速度大,但子弹在飞行过程中,受到空气阻力,速度是不断减小的。
从后面追赶飞机的子弹,在达到飞行员面前时,飞行速度正好降低与飞机的速度一样,是完全有可能的。
这时,子弹相对飞机就是静止的,飞行员抓住子弹,纯粹就是探囊取物。

参考:
没毛病,据说第一次世界大战时期,有个飞行员在飞行中,用手抓住了一颗强弩之末的机枪子弹。
不管这事儿是不是真的,其原理其实并不复杂,咱不要光瞧着子弹的威力,还得看“相对速度”。
如果飞机的速度与子弹是一致的,那么他们就是同步静止状态,飞行员薅下子弹并不奇怪。
另一个更显而易见的例子就是宇宙飞船和空间站的对接。
宇宙飞船的发射需要大于第一宇宙速度,即每秒7.92千米。
它们为了维持在宇宙的轨道飞行,就需要维持一个足够大的环绕速度。
如神舟六号的轨道速度为每秒7.8千米,国际空间站则以约每秒7千米的速度运动。
如果二者需要对接,那么需要其中一个变轨相交,然后将速度变为同步,这样飞船和空间站就能彼此连结。
你想想看,空间站的飞行速度是每秒7000米,一颗帕拉贝鲁姆9mm手枪子弹的枪口初速仅390米每秒,跟宇宙飞船比起来如蜗牛一样慢。
同样的道理还有战斗机加油,一架KC-135加油机的最高速度可达982千米每小时(加油时不会飞这种速度),但只要战斗机与其保持方向、速度的同步,二者就会进入相对静止状态。
其实世间万事万物都是在运动的,比如我们的地球,它的公转轨道线速度平均为107280千米每秒,我们跟着它,保持了同样的速度在宇宙中运行。

参考:
一战时期据说就发生过这个事情。
二战还出现过飞机发射航炮后飞机朝前下方飞,然后被自己打的航炮击落了。

参考:

如果开着螺旋桨的低速飞机,同向射过来一颗滑膛枪的弹丸,因为弹丸是减速的抛物落体运动,飞机也必须得是减速的抛物轨迹,这个行为才可能实现。
如果是线膛枪的子弹,这个行为基本不存在。
因为子弹在飞行中是高速旋转的,旋转动能甚至大于飞行动能,只要手一碰,子弹就会翻滚,一个手基本打碎。
开什么国际玩笑?

参考:
太阳系在银河系中的运动速度是每秒220千米 我们在床上躺着 其实是在高速运动中 在想想银河系在宇宙中的运动速度
参考:
从理论上来讲是可以的,毕竟前提条件已经是“战斗机开到和子弹一样的速度”,这表示子弹相对于飞机而言是静止的,飞行员自然能顺手抓到子弹。
这就是“相对静止”理论,即两个物体同向同速运动,两者相对以对方为参照物位置没有发生变化。
假设一架战斗机的飞行速度为2.7马赫,机身旁边伴飞着一发飞行速度为930米/秒的12.7mm子弹,那么相对于飞机而言,这发子弹就是静止的。
反过来,相对于子弹而言,飞机也是静止的,因为子弹930米/秒的飞行速度≈2.7马赫,它们满足了“相对静止”理论中的“同向”和“同速”。
做为彼此之间的参照物,子弹和飞机是静止的,飞机里面的飞行员自然就能够伸出手去“顺手”抓到子弹了。
这样的案例在现实生活中能经常遇到,比如说有人能在驾车时顺手抓到窗外的小鸟——当小鸟飞行速度与汽车行驶速度基本相同时,小鸟对于汽车而言是静止的、汽车对于小鸟而言也是静止的。

最经典的“相对静止”案例是尚格云顿为沃尔沃重卡做的宣传广告——尚格云顿在两辆重型卡车之间做出一字马高难度劈腿动作,又在两车缩短相间距离时收拢双腿。
实现这个高难度危险动作的原因除了硬汉的勇敢精神以及沃尔沃重卡的优越性能以外,就是两车之间相对静止的状态。
也就是说当这两辆沃尔沃重卡同向、同速行驶时,它们之间是相对静止的,抛开减震系统带来的摇晃感不论,做高难度危险动作的尚格云顿其实相当于在禁止的环境中表演。
相对静止最典型的代表还有静止轨道卫星,在地球同步轨道上,卫星在36000公里的高度上以30700公里/秒的速度与地球自转同步运行。
卫星与地球之间就是相对静止的,如果有人的手足够长,那么他就能“顺手”抓住正在以90000马赫运行的地球同步卫星,从理论上来讲,这一点与飞行员“顺手抓到子弹”没有区别。
需要特别指出的是不论是顺手抓到子弹还是顺手抓到卫星,都只是理论上的“可以”,现实中是不可能发生的。

顺手抓卫星就不必多说了,没有人能够生出这么长的手。
至于顺手抓到子弹,曾经在教科书里做过介绍,说的是第一次世界大战期间,飞行员抓住了一颗子弹。
只要我们客观思考就会发现这样的故事是经不住推敲的,首先,第一次世界大战期间的飞机最大飞行速度不超过300米/秒,而航空机枪所发射的子弹初速已经超过900米/秒了,完全不符合“相对静止”理论中的同速条件。
也许有人会产生这样的疑问:会不会是子弹处于末端飞行阶段,速度降到了与战斗机基本相同的飞行速度呢?
答案是否定的,当子弹飞离枪口以后,弹丸是在做平抛运动,根据平抛运动公式(水平方向)计算,假设子弹初速为950米/秒(7.62mm机枪弹),飞行到3300米时弹丸速度递减60%,即便如此,弹丸的飞行速度仍然达到了380米/秒。
而第一次世界大战期间飞得最快的战斗机是法国的纽波特-17型双翼螺旋桨战斗机,它的最大平飞速度为117公里/小时,俯冲速度可达到119公里/小时,即33.5米/秒。

这表示飞机的速度只相当于末端飞行状态下子弹的1/11,飞行员无论如何时抓不到子弹的,同时也证明了教科书的举例完全是胡说八道。
那么是不是说只要战斗机的速度加速到380米/秒,实现与子弹同速时,飞行员就能抓住子弹呢?
答案依然是否定的,因为当飞机加速到380米/米时即意味着战斗机飞行速度突破了音障,此时倘若飞行员打开机舱盖伸出手去,飞机就会在超音速飞行状态下解体。
所以所谓的“飞行员顺手抓到子弹”只是基于“相对静止”理论上的理论“可以”,现实中是无法做到的。

参考:
时速350公里的高铁车厢内,可以顺手抓住放在座位前面小桌板上的水杯吗?

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