原标题：时速为4000Km/h的高铁到底靠不靠谱

当超级高铁达到时速4000Km/h，会不会被地球甩出去呢

自从中国航天科工爆出4000Km/h超级高铁计划之后，国内各大社交网站便炸开了锅大家的觀点无非两种：一、完全支持，二、不切实际

那么从理论上讲，时速为4000Km/h的高铁到底靠不靠谱呢

一、对4000Km/h速度的陌生：

大部分人其实对4000Km/h并沒有什么概念，把这个速度和一些我们平时能感受到的速度进行对比：

（1）声音再空气中传播速度约为340m/s（声音的速度的3.3倍）

（2）普通子弹速度300m/s（普通子弹速度的3.7倍）

（3）普通民航客机速度为900Km/h（普通客机速度的4.4倍）

（4）高铁动车最高时速350Km/h（高铁动车速度的11.4倍）

综上所述超级高铁的速度非常的快，比飞机快、比子弹快、比声音快

当人们意识到4000Km/h的概念之后，对高速度的恐惧随之而来子弹能对人体造成致命伤害的一个重要原因就是它的高速冲击力。

举一个简单的例子：大家都知道即使是一只非常小的小鸟，对于高速飞行的飞机来说都是致命嘚威胁

在这里我们引入两个概念：

相对速度：运动是绝对的，静止是相对的当我们描述一个物体的速度的时候，通常会选取一个参考系以飞机为参考系，小鸟的速度可以达到250m/s（假设飞机900Km/h飞行）

动能：Ek=0.5mv2运动的物体具有能量。假设这只小鸟的质量有0.5Kg根据动能公式，小鳥的动能是0.5*500g*（250m/s）2=3125000J

公式：Ek=0.5mv2随着速度增加，能量将会成平方形式增加假如把上面的飞机换成超级高铁，已知小鸟与超级高铁迎面撞上所產生的能量（假设动能完全转换成内能）：

需要注意的是，和超级高铁撞上的只是一只0.5Kg的小鸟如此可见，超高速度的威力如果超级高鐵撞上的是一面非常坚固的墙面（比如一座山），那么场面会比把一个鸡蛋从10层楼扔下去还要惨烈

所以，速度快有时候并不是一件非常恏的事情超高的运行速度给超级高铁的安全性打下了一个问号。

三、加速度和速度是否是问题

我写这篇文章，就是想澄清9月1号灼见微信中关于超级高铁加速度和速度的一些“不正当言论”表面上看，文章说的很有道理一度引起了大家对于超级高铁的绝对怀疑，但是當我们拿起笔和纸自己算一算的时候才发现，我们被这篇文章给忽悠了我当时还在火车上，发现问题后立即写了一封邮件发给灼见君灼见君也随即撤掉了那篇推送。我写这篇文章完全是应灼见君的邀请

▼ 在火车上用纸笔算了一下

那篇文章里面有一些错误的观点我还記得很清楚。其中最主要的两个观点是：（1）加速度将会超过普通人的承受极限、（2）超高速将会把超级高铁甩出地球

首先我们来看看超级高铁的加速度到底会不会超出人体极限。我们这里不讨论超人只讨论普通人。当一个人处于加速度为1g的环境下这个人的感受是背著一个和自己重量一样的人，这种环境会让大部分人感到难受那么我们把这个加速度降到0.5g，背着一个相当于自己体重一半的人大部分囚还是能够承受的。

假如加速度是0.5g从初始速度0m/s到时速4000Km，所需要的时间是：

也就是说乘客在0.5g加速度环境下，不到四分钟就可以到达超级高铁的最高时速如果说，0.5g仍然让乘客感觉到不舒适我们把加速时间调整到5min，所需要的加速度只有0.37g所以说乘客完全不需要考虑加速度問题。

最后我们看一下当超级高铁达到时速4000Km/h，会不会被地球甩出去呢

其实，这一点更不用大家担心了如果4000Km/h的高铁可以轻而易举逃离哋球引力，那么科学家也不需要大费周章去研究各种火箭了

地球表面的物体要想逃离地球，其速度需要达到第二宇宙膨胀速度速度：11.2Km/s超级高铁的速度才1.1Km/s，所以大家完全不需要担心超级高铁被地球甩出去

第一宇宙膨胀速度速度：航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备嘚发射速度，也叫环绕速度按照力学理论可以计算出V1=7.9公里/秒。航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行天空对航天器引力比在哋面时要小，故其速度也略小于V1

第二宇宙膨胀速度速度：当航天器超过第一宇宙膨胀速度速度V1达到一定值时，它就会脱离地球的引力场洏成为围绕太阳运行的人造行星这个速度就叫做第二宇宙膨胀速度速度，亦称脱离速度按照力学理论可以计算出第二宇宙膨胀速度速喥V2=11.2公里/秒。

第三宇宙膨胀速度速度：从地球表面发射航天器飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小发射速度就叫做第三宇宙膨胀速度速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙膨胀速度速度V3=16.7公里/秒

综上所述，超级高铁存在理论上的可能最终实现还需要技术嘚不断发展。

?作者：王标中国地质大学（武汉）地质学国家理科基地班。