Фізика як розігнати автомобіль за допомогою фар і чому це відбувається

Чому з включеними фарами машина їде повільніше

Коли довго ведеш машину вночі. то думки мимоволі починають блукати. Ось ви дивитеся на два променя світла від фар, які висвітлюють чорний, неживий пейзаж і думаєте, якщо фари посилають мільярди мільярдів фотонів зі швидкістю світла перед моєю машиною, то чи можна сказати, що фари - це свого роду ракетні двигуни, які штовхають і підганяють машину ? Уповільнюють чи включені фари рух машини? Давайте розбиратися.

Дивне явище - світло. Він не має маси, але володіє енергією. Зазвичай енергія - це продукт маси і швидкості. Іноді світло служить штовхає силою. Ось уявіть, на вас летить куля для боулінгу. У нього є вага і своя швидкість. Разом обидві ці фізичні величини утворюють енергію. І ви бачите, що чим більше маса, тим більше енергія. Зрозуміло, що кілька мильних бульбашок запущених в вас зі швидкістю 8 км на годину принесуть набагато менше шкоди, ніж м'яч для боулінгу, що летить з тією ж швидкістю.

Отже, перше пояснення: світло має енергію. Нехай невеликий, але щось все ж є. До речі, саме з цієї причини працюють такі речі, як сонячне вітрило. «Тиск» світла, одержуваного від сонця може підштовхнути сонячне вітрило до космічного корабля і змусити його рухатися, майже так само, як вітер підганяє човен з вітрилами.

З огляду на цю інформацію, давайте глибше розберемося з питанням, наскільки сильно світло фар тисне на машину, сповільнюючи її рух. Щоб переконатися, що я все правильно розумію, я звернувся до науки відомої під назвою "фізика". Отже:

Коли ви вмикаєте фари, то промені світла штовхають вашу машину назад, так як світло має енергію. І хоча у фотонів (часток світла) немає маси, вони переносять енергію, немов вони м'ячики для настільного тенісу. Як свідчить третій закон Ньютона, будь-якої дії завжди є рівна і протилежна протидія. Викидаючи фотони перед автомобілем, машину трохи відштовхує назад. Насправді, за таким же принципом працюють реактивні двигуни на хімічному паливі! Вони викидають частки гарячого газу із задньої частини ракети, і ракета злітає вгору.

Ось, як це пов'язано з космічними подорожами:

Звичайно, ракетний двигун в рази потужніший, а світло не володіє великою енергією. І це добре, в іншому випадку, кожен раз, виходячи на вулицю, нам би здавалося, що маленькі молоточки б'ють по нашій голові. Однак тиск світла може мати великий вплив, особливо в космосі. Коли ми посилаємо космічний літальний апарат на іншу планету, ми повинні враховувати, що сонячне світло буде тиснути на наш апарат, інакше ми пропустимо планету. Можна навіть використовувати тиск світла від Сонця, щоб запустити літальний апарат, відображаючи світло за допомогою сонячного вітрила.

Якщо ви знаєте, скільки світлової енергії у ВАТ виділяють фари автомобіля кожну секунду, то ви зможете розділити цю енергію на швидкість світла і з'ясувати, з якою силою фари випускають світло. На жаль, це єдина проста частина цієї проблеми. Все інше - суцільні загадки. І вся справа в нашому зорі.

Коли ми купуємо електричну лампочку, ми особливо не дивимося, скільки вона ват, тому що наші очі сприймають різне світло по-різному. Найбільше наше зір вразливе до зеленого кольору. Чим далі від зеленого колір на райдужному спектрі, тим гірше сприймає його наш зір. Саме тому лазери з зеленим діодом здаються нам набагато яскравіше, ніж з червоним діодом, навіть якщо вони виділяють однакову кількість світла.

Тому і електрична лампочка не дає світла стільки, скільки вказано у ВАТ. Яскравість світлового потоку вимірюється в люменах. Переклад з ват в люмени залежить від того, про лампочці якого кольору йде мова. Я не зможу зробити точний переклад з однієї одиниці в іншу, якщо не з'ясую, з яких кольорів складається «білий» світло. А спектр електричної лампочки залежить від виробника, типу лампочки і інших чинників.

Звичайно, раніше подібні перешкоди не зупинили б мене, не зупинять вони мене і зараз. Фари Phillips Xenon видають приблизно 3 400 люмен кожна, тобто 6 800 люмен всього. Припустимо, що ми включили дальнє світло фар, так як саме він виділяє більше світла і направляють його максимально прямо перед машиною, що дає ще більший ефект.

Якщо фари виділяють тільки зелене світло, то я можу розділити 6 800 люмен на 683 люмен / ват, щоб перевести одиниці яскравості світла (то, на що реагує наш зір в плані світла) в одиниці інтенсивності випромінювання. Знаючи ймовірний спектр кольорів і те, що ксенонові лампи виділяють більше жовтого, зеленого і блакитного світла, ніж фіолетового і червоного, я розділю наші 6 800 люмен на 450 люмен / ват. Я отримую 15 ват. Це інтенсивність випромінювання. Якщо я розділю це на швидкість світла, то отримаю 50 наноньютонов.

Добре, тоді з якою силою автомобіль відкочується назад при включених фарах?

Це невелика сила. Візьмемо волосся з голови людини довжиною 2.5 см. Потримаємо його в руках. Так ось цей волосся в двадцять разів сильніше тисне на вашу долоню, як світло від фар впливає на автомобіль.

Якщо ще простіше, то давайте відправимо мою Honda Fit в космос, в чорну порожнечу між сонячними системами і включимо фари. Моя машина почне рухатися, так як її будуть підштовхувати фари. Я розженуся до 100 кілометрів на годину за лічені години, точніше, приблизно через 20 000 років.

Тому користуйтеся фарами, скільки хочете! Єдиний спосіб уповільнити рух машини через фар - це засліпити їх світлом іншого водія, що призведе до аварії.

Якщо вам терміново потрібно загальмувати, включайте далекі фари, так як вони сповільнять машину ще на 50 наноньютонов.

Нехай дрібниця, але всі засоби хороші.