如果行车途中遇到冰雹

出门在外，难免会在半路上遇到下雨。如果知道在下雨，还要出门行走，那就打把伞就是了。

假定那天没有风，你在雨里站着不动，雨从天上掉下来，应当是垂直下落的。但是，如果你在走动，就会发现，雨总是在你的前方向你打来。你往东走，雨点从东面打来；你往西走，雨点就从西边打来。这是什么道理呢？

如图，在N点有一滴雨正垂直往下落，如果在A点的一个人，往O方向走，走到O点处，正好那滴雨滴落到O点。这是我们从旁观者的角度看，即假定地面没有动，是人在走动，这样观察的结果。

但是，如果从行人的观点出发，他就认为是在N点的雨滴，随着NA直线，斜向下落，滴到了他身上。这一点，如果我们在下雨时正乘坐行进中的公共汽车，我们就能够观察到，公共汽车两侧的雨滴都是这样倾斜地落下的。一滴雨在公共汽车两侧玻璃上留下的痕迹，也往往是斜的一道。

在N点的雨滴垂直下落，可是行进中的人，却观察到是顺着NA方向下落。这个现象我们可以称其为行差，角度ANO我们称其为行差角。显然，这个角度的正切等于AO/NO。AO/NO越大，行差角也就越大。下雨的时候，我们走得越块，前面被打湿得越厉害。

如果雨滴以速度n下落（到地面附近时由于大气阻力，认为雨滴速度有一个接近匀速的近似是合理的），人以速度a行进，那么，雨滴与人之间相对运动的速度，可以根据勾股定理求出，为（n平方+a平方）的平方根。

如果推广到一般的情况，雨滴并不是垂直下落，三角形AON不是直角三角形，而是平行四边形的一半，同样可以根据平行四边形法则求解。

近日，多地遇到了冰雹天气。如果人们开车行进在路上，突然遇到了冰雹，应当怎样正确处理？我们可以应用上面处理雨滴下落的结果，只是把雨滴变成冰雹。

由于冰雹下落的速度很大，再加上冰雹的质量比雨滴大得多，这样，冰雹对于包括汽车在内的地面各种物体，都有可能造成损害。

如果行车时遇到大的冰雹，而驾车者企图加大行车速度以迅速逃离冰雹区域，则有可能使得冰雹给汽车带来更大的伤害。下面就对此做一下解释。

如果冰雹的直径为2厘米，据观测和计算，在下落到接近地面时，其速度可以达到20米/秒，也就是72千米/小时。如果汽车速度为50千米/小时，那么根据上面公式的计算，汽车与冰雹之间的相对速度将是（72*72+50*50）的平方根即87.7千米/小时。这比汽车静止的情况下增加了15.7千米/小时。

由于冰雹在与汽车碰撞时冰雹的动能为0.5乘以其质量再乘以相对速度的平方，若汽车速度为50千米/小时，与汽车静止时相比，冰雹的相对动能差不多增加了一半，即是汽车静止时的1.5倍。冰雹动能的增加了，对于汽车的损害当然就增加。这样，增加它们之间的相对速度绝不是一个好的选择。

而且，根据上面的计算，由于汽车的速度为50千米/小时，冰雹垂直下落速度72千米/小时，其行差角即上面图中的角ANO将达到34.8度。这个角度越大，对于汽车前挡风玻璃造成损害的可能性就越大。

如果汽车继续加速到72千米/小时，那么行差角ANO可以达到45度，冰雹与汽车之间的相对速度为101.8千米/小时，冰雹的相对动能增加到汽车静止状态的2倍。冰雹对汽车造成的可能损害就又增加了许多。

所以，在冰雹雨中加速前进将不是一个好的选择，它将增加对汽车造成损害的可能性。

如果行车途中突遇冰雹，而没有安全的地方可以躲避，那么与其加速逃离，可能还不如停在空旷之中，或者低速行进。

当然，上面只是一个简单理论分析，只能作为遇到问题时考虑对策的参考。实际的情况可能会复杂得多，需要根据具体情况作正确的对策。

顺便说一下，行差的问题，在天文观测中也会遇到。远处的恒星，它们发出的光，照射到地球，由于地球也在运动，所以也有行差问题。我们通过光线观测到的恒星的方向，与实际方向之间，也有一定的差距，在这里称为光行差。

由于地球的运动更加复杂，上面所说图形和分析太过简单，但是其原理与光行差是一样的。

由于地球在围绕太阳作圆周运动，所以观测某一颗恒星，由于光行差的缘故，它每年也将在某一位置附近作小的圆周运动，这种光行差被称为周年光行差。其光行差的角度最大可以大到20.5秒。（1圆周=360度，1度=60分=3600秒）

地球本身也在自转，这种自转也能产生光行差，称为周日光行差。由于自转引起观察者的速度比公转引起的速度小许多，它引起的光行差比周年光行差也要小得多，要小两个数量级，大约只有零点几秒。

太阳系在空间运动，带领着地球一起运动，也会带来光行差，但是，由于这种运动的周期很长，对我们的（相对）短期观测，带来的只是系统误差，所以并不会产生大的影响。