混科學圈或是喜歡搞笑段子的都應該聽過這樣一個故事:
一位大媽無意間加了一個博士群,進群後,發現大家在讨論這樣一個問題:一滴水從很高很高的地方自由落體下來,砸到人會不會砸傷或緻死?
群裡一下就熱鬧起來,各種公式,各種假設,各種阻力,重力,加速度的讨論,足足讨論了近一個小時。
大媽見他們讨論了一個多小時還沒結束,默默的回了一句:“你們沒有淋過雨嗎 ?有哪個傷着啦,還是死啦?”
群裡突然死一般的寂靜,而後大媽被提出了群。
如此,對于“一滴水從高處自由落體下來能不能砸死一個人?”這個問題我們應該如何解答呢?
通常在空氣中,随着自由落體運動速度的增加,空氣對落體的阻力也逐漸增加。當物體受到的重力等于它所受到的阻力時,落體将勻速降落,此時它所達到的最高速度稱為終端速度。
水滴從高空上落下來,不是自由落體運動,不僅如此,下落的過程還受空氣阻力,水蒸發、風阻等因素影響。水滴最後的速度會趨近于一個有限值, 就是我們平常看到的從天上掉下來的水滴的速度。
當然了,如果你能創造自由落體的條件,亦或水降落的狀态是冰雹,一滴水從高處自由落體下來是能砸死一個人的。
推理公式如下:
一、水(物态不限)在地球上不經人類任何幹預而掉下來。
雖然冰雹的形狀和密度其實和水滴相差無幾,但它有一個大優勢:硬。硬度保證了就算較大的冰雹下落過程裡也不會解體,還保證了它掉在你頭上的時候瞬間沖擊力比水大很多。
大号冰雹直徑可以達到15厘米,重量達0.5千克,而落下來的時候其終末速度則可達到50米/秒以上(不過,因為碰撞和融化等原因,它不一定總能達到這個速度)。一塊0.5千克的冰塊,用手丢出去都能把人砸個不輕,何況以時速近兩百千米的速度撞擊人頭部呢?因冰雹而受傷甚至死亡的案例屢見不鮮,也不足為怪了。
二、水(液态水滴)在沒有大氣層的地球掉下來。
沒有大氣層又不計入蒸發的話,水滴終于可以實現真正的自由落體了,它會一直加速,直到撞擊地面為止。如果它按照9.8米/秒^2的速度勻加速,那麼它想加到多快就有多快,别說幹掉一個人,就算殲滅整隻艦隊甚至毀滅地球也不在話下。
誠然,稍有常識的人就會看出來永遠勻加速是不可能的——你不能突破光速。但這依然不影響我們獲得任意大的能量、毀滅任意大的星球和任意多的人。
總結,知識可以給你帶來更多思考方式,但是經驗隻是讓你更快的解決問題。
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