雷克萨斯的悬浮滑板，真的是「完全悬浮」吗？
说到悬浮滑板，肯定是人见人爱的。最近， 一个雷克萨斯悬浮滑板的视频就火的不行 。关于这款滑板的物理原理，我们在之前的文章中已经有所阐释，这两天，又有关于它的新视频出现了。不过问题也来了，它真的是「 完全悬浮」 的吗？ 「 完全悬浮」？暂且相信吧 普通滑板的轮子可以提供摩擦力，但是悬浮滑板不行。如果雷克萨斯的这个滑板真的是完全悬浮，也就意味着没有摩擦力存在。 下面是悬浮滑板从一个斜坡上滑下来的画面： 画面中是一个有曲度的斜坡，但我先把它假设为一个平的斜坡。如果滑下来的物体是完全悬浮的，没有摩擦力产生，那么它就遵循以下这个物理力学图示： 让 X 轴平行于斜坡面，那么此方向唯一的力就是地心引力，学过初中物理的都可以写出如下的物理公式： 所以说，如果它的确是完全悬浮，没有摩擦力，那么此方向的加速度就应该取决于坡度的角度。从视频中，我们可以假设悬浮滑板是 1 米长，下图的 x、y 轴就可以表现滑板在下滑过程中的加速度轨迹变化。 我知道实际的滑坡并不是平的，但我还是列出一次函数，因为这样可以得到一个大概的下滑坡度。从 0.603 的斜率我得出了 31.1 度的坡度值。从这可以看出，加速度应该是 5.1m/s^2。 从上图可以看出，x 轴的加速度是 1.54 m/s^2，y 轴加速度是 0.57m/s^2，加速度幅值为 1.64m/s^2。好吧我承认我的数据可能不准确，因为视频中的滑坡并不是平的，但是我还是认为，计算出来的加速度和理论上完全悬浮没有摩擦力的加速度值 5.1m/s^2 是非常接近的。 或许我们把悬浮滑板放在平地上分析会更好。我们注意到视频中有一个画面是滑板自己在地面上滑行，上面没有滑板手。这里我们就来分析一下这个动作。 上图可以看出，这几乎就是一个完全悬浮的滑板给出的在水平地面上滑行的数据，我不确定为什么在斜坡上计算出来的数据会有些偏差。那我们就暂且说它是可能是完全悬浮的吧。 悬浮滑板接触地面了吗？ 滑板或许是接近完全悬浮的，但它确实和地面有一些接触。从下图这个滑板手的动作就可以看出，滑板和地面是有接触的。 注意看，这个滑手做了一个转身的动作，但滑板却没有旋转。造成这个结果的原因只有一个，那就是在悬浮滑板系统中有一个外部的扭力被施加到滑板上。因此，当滑手向一个方向旋转身体时，滑板有另一个扭力向另外一个方向转，使得角动量为零。 下图就展现了在没有外部扭力情况下，旋转时的样子： 所有微小的扭动动作都会传递到滑板上，当然如果普通滑板是有轮子的，这些轮子可以轻易地前后转动，但不能让滑板很快速轻易地左右旋转。在这个悬浮滑板的视频中，看起来像是地上的定向磁铁阻止了滑板的转动。但这就意味着你不能在任何地方滑这个悬浮滑板。你必须要在事先设定好的轨道里滑。 雷克萨斯的悬浮滑板固然很酷，但你永远也不可能逃离 Back to the Future 中的怪兽（除非怪兽允许你在一个特定的路线上跑）。 (编译自 Wired）原创声明： 本文为 GeekCar 原创作品，欢迎转载。转载时请在文章开头注明作者和「来源自 GeekCar」，并附上原文链接，不得修改原文内容，谢谢合作！ 同时欢迎关注 GeekCar 微信公众号： GeekCar 极客汽车 （微信号：GeekCar）& 极市 （微信号：geeket）。
扒一扒雷克萨斯悬浮滑板背后的物理原理
能拥有像科幻影片《回到未来》里出现的悬浮滑板，估计是很多小盆友们儿时的梦想吧。 终于在电影中所描述的未来－西元 2015 年，全球著名豪华汽车品牌雷克萨斯推出了最符合原影片设想的悬浮滑板－Slide。 这里是官方的介绍视频： 酷酷的滑板悬浮在半空中，上面还有缕缕青烟飘出。为什么我第一反应是踩上去会不会烫脚？（你是不是傻 sa 啊）。 根据官网的描述，Slide 设计上沿用了雷克萨斯汽车风格，使用了车用高级材料结合天然竹子打造外观。而大家所关心的悬浮原理，则是利用了液氮冷却的超导技术，加上永久磁铁来进行悬浮。 虽然说的挺好的，但是视频里并没有展示真人玩滑板的过程，所以有些人心里还是半信半疑的。去年 HUVr 悬浮滑板不是也火了一把么，后来被证实了这只是一个恶作剧而已。 不过根据 BBC 的说法，雷克萨斯确实已经造出了 Slide 的原型，并且他们承诺将在今年夏天会放出更多的相关视频。 记忆当中这貌似不是第一个悬浮滑板 其实看到 Slide，很多小胖友肯定联想到了去年酷炫的 Hendo Hoverboard。Hendo 底部有四个悬浮设备，它是利用悬浮设备中的相反电极和磁铁提供动力飘起来的。 Slide 滑板与 Hendo 虽然都是磁悬浮，但 Slide 是借助超导体，产生的是和 hendo 不一样的磁场。 背后的物理原理其实蛮简单 虽然 Slide 看起来很神奇，其实里面的物理道理也是蛮简单的。我们先来看看 Slide 里最重要的一个部件－超导体。 超导体泛指在一定低的温度下电阻突变为 0 的材料。电阻为 0 就意味着电流在超导材料中传输时根本没有损耗。而这次雷克萨斯采用的类似「钇钡铜氧」的超导材料可以在-196℃时电阻变为零。 而 Slide 里的液氮就是给超导材料降温用的。常压下液氮的沸点刚好是-196℃。这刚好也解释了为啥 Slide 自带青烟特效。 超导体有着各种奇特的性质，最著名的就是其抗磁性，也称作迈斯纳效应。果壳网对超导抗磁性的解释是：当把超导体放进磁场中时，由于电感应作用，在超导体表面形成感应电流 I（永久电流），在超导体内部，感应电流 I 激发的磁场和外磁场等值反向，相互抵消。下图显示出放进磁场中的超导体球体的磁感应分布情况。 超导体的抗磁性使得在外界磁场不太强的情况下产生斥力。如果将一个处于超导状态的物体放在一块永久磁铁上，斥力与重力平衡，就实现了超导悬浮。 从上面的分析也可以知道，Slide 必须处于一个外界磁场的环境下。所以视频中的那个可不是普通的水泥地，里面也是装有特殊材料的。下图就是雷克萨斯在巴塞罗那专门建立的一个公园来试验 Slide。（去巴塞罗那玩的小朋友可以去参观参观哦）这次没得买 被 Slide 的物理原理和狂拽的外形所迷倒，想买买买了？很遗憾，雷克萨斯表示他们没有出售 Slide 的计划。 至于原因，个人猜测可能是因为成本太高，为了买个滑板还得重新铺段路，听起来是不太靠谱。不过一切都是在慢慢进步的。我们就端个小板凳，在这个夏天等等看吧。无论最后结果咋样，都总比没有尝试好吧，你觉得呢？ 原创声明： 本文为 GeekCar 原创作品，欢迎转载。转载时请在文章开头注明作者和「来源自 GeekCar」，并附上原文链接，不得修改原文内容，谢谢合作！ 同时欢迎关注 GeekCar 微信公众号： GeekCar 极客汽车 （微信号：GeekCar）& 极市 （微信号：geeket）。
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