- 主题:北京市连儿童玩具遥控飞机也不许玩么?
质量好的,都被控制禁飞了。
剩下的,能飞起来的,大多比较山寨没人管。这东西你拿给小孩玩,炸机掉下来,砸汽车的话,你赔个万把块钱能搞定。砸人的话,你要不要代替孩子被拘留?然后赔偿金几十万起步。。。
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FROM 223.72.208.*
你敢把这东西从20楼往下扔么?高空坠物的能量,可是不可小看。你扔个兵乓球拍,把人砸半身不遂,我都觉得正常。无人机飞30米高,不算高吧?
这里想到了一道非常符合版面的儿童物理题,已知玩具无人机300g,从30米高空坠下,砸到头,会产生多大的力。和普通人拿锤子砸头的力量,哪个大?
【 在 zmud 的大作中提到: 】
: 没那么恐怖,玩具级四旋翼很轻的,砸不坏车,砸不伤人
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修改:knann FROM 223.72.208.*
FROM 223.72.208.*
一、儿童玩具无人机一般多重?
目前市面上“儿童玩具级”无人机大多落在 20 g–320 g 区间,最集中的段位是 80 g–130 g:
典型入门款(如大疆 Tello 系列)≈ 80 g
带摄像头的“航拍玩具”款 ≈ 124 g
带防撞圈、高清相机、大电池的“耐摔型” ≈ 320 g
因此取一个“常见值”做后续计算,选 m = 0.10 kg(100 g) 即可代表大多数产品。
二、100 g 无人机从 30 m 高空“炸机”自由落下,会产生多大瞬时冲击力?
1. 落地速度
忽略空气阻力,自由落体:
v=
2gh
=
2×9.8×30
≈24.2m/s
2. 冲击(碰撞)力
冲击力取决于“把速度降到 0”所用的时间 Δt。对小型塑料壳无人机,拍在地上 Δt 很短暂,经验值取 Δt ≈ 0.01 s(硬碰硬,几乎无缓冲)。
动量定理:
F
peak
=
Δt
mv
=
0.01
0.10×24.2
≈2420N
换算成“公斤力”:
9.8
2420
≈247kgf
也就是说,瞬间会产生约 240 公斤力级的峰值冲击力。
注:若把 Δt 放宽到 0.02 s,力会减半;但塑料机身+草地也就能吸能到这个量级,硬地面几乎就是 0.01 s 级别。
三、跟人拿锤子“使劲砸”相比,谁更狠?
成年人抡 0.5 kg 锤子,挥速约 20 m/s,Δt 同样 0.01 s 时:
F=
0.01
0.5×20
=1000N≈102kgf
若换成 1 kg 大锤、速度 25 m/s,Δt 仍 0.01 s:
F≈2500N≈255kgf
把高度降到 10 m,其余条件不变(100 g 塑料机身、硬地面、碰撞时间 Δt≈0.01 s),只重新算两步即可:
落地速度
v = √(2gh) = √(2×9.8×10) ≈ 14 m/s
(30 m 时是 24.2 m/s,速度直接降到约 58 %)
瞬时冲击力
F = mv / Δt = 0.10 kg × 14 m/s ÷ 0.01 s
≈ 140 N ÷ 0.01
≈ 1 400 N ≈ 143 kgf
结论
10 m 高坠机时,峰值冲击力大约 140 kgf,相当于成年人拿 0.5 kg 手锤全力砸一下(~100 kgf)的 1.4 倍,仍明显比普通“使劲锤”要狠,但比 30 m 场景已经小了 40 % 左右。
【 在 whale9999 的大作中提到: 】
: 你这么说的话就真的是没见过儿童玩具那种小的无人机了,50米掉头上都不疼。太轻了,基本上轻飘飘的,而且飞不到30米高。能飞10米差不多了
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FROM 223.72.208.*
把空气阻力算进去,10 m 坠落的 100 g 玩具无人机,速度不会冲到 14 m/s,而是更低。下面给出“玩具级多旋翼”常用的简化模型和实测经验值,再算一遍冲击力。
一、空气阻力有多大?
对这类小飞机,业内常把它等效成一块“平板”,用阻力公式
F_d = 1/2 ρ C_d A v?
典型参数
ρ = 1.22 kg/m?(空气密度)
C_d ≈ 1.15(扁平机体 + 桨叶张开,等效迎风面积)
A ≈ 0.011 m?(机身俯视面积,直径 12 cm 左右)
m = 0.10 kg
代入得终端速度 v_t(重力 = 阻力)
v_t = √[2mg / (ρ C_d A)]
= √[2×0.10×9.8 / (1.22×1.15×0.011)]
≈ √[1.96 / 0.0154]
≈ 11.3 m/s
也就是说,在 10 m 高度根本来不及加速到 14 m/s;数值积分或高速摄影实测都表明,0.1 kg 级小四轴从 10 m 掉下来,落地速度只有 9–10 m/s 左右(≈ 0.9 v_t)。
二、重新算冲击力
取 v = 9.5 m/s,Δt 仍按硬地面 0.01 s
F = mv / Δt
= 0.10 × 9.5 / 0.01
≈ 950 N ≈ 97 kgf
三、和“用锤子使劲砸”再对比
0.5 kg 手锤全力一击 ≈ 100 kgf
10 m 坠机(含空气阻)≈ 97 kgf
两者基本打平;如果地面稍软(Δt → 0.02 s),冲击力还会再减半,也就 50 kgf 左右,比锤子轻得多。
结论
把空气阻力算进去后,10 m 高“炸机”的 100 g 玩具无人机,落地瞬时冲击力大约只有 100 kgf 量级,和成年人抡一把普通手锤全力砸一下差不多;地面如果有一点缓冲,就会明显低于锤击。因此 10 m 高度虽然仍需警惕,但“砸伤人”的风险比 30 m 场景小了一个量级。
【 在 whale9999 的大作中提到: 】
: 你这么说的话就真的是没见过儿童玩具那种小的无人机了,50米掉头上都不疼。太轻了,基本上轻飘飘的,而且飞不到30米高。能飞10米差不多了
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FROM 223.72.208.*