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雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎

圖文 更新时间:2025-02-12 19:53:36

牛頓告訴我們,世間萬物都受到萬有引力的影響,它就像一隻無形的手,将質量較小的物體緊緊抓住,拽向質量較大的物體。在萬有引力的作用下,每年都有很多小型天體被地球吸引過來。當它們進入大氣層之後,在高速狀态下與空氣發生劇烈摩擦,産生高溫高壓,使周圍的空氣發生電離現象,并形成反彈激波作用于小型天體,使這些小型天體發生劇烈燃燒,或者直接解體成無數碎塊。

雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎(從飛機上扔下一個生雞蛋)1

絕大多數的小型天體在墜落到地面之前就會燃燒殆盡,隻有很少一部分質地堅硬、質量較大的天體才會墜落到地面上,成為隕石。

以此推論,如果我們從飛機上扔下一個生雞蛋,是否也會像小型天體那樣經曆一個劇烈的摩擦過程,然後變成一個熟雞蛋呢?

雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎(從飛機上扔下一個生雞蛋)2

要想回答這個問題,我們首先要清楚地界定飛機的飛行高度。我們通常所說的飛機,并不是指航天飛機,而是指一般的民航客機。航天飛機和民航客機的飛行高度有着天壤之别,航天飛機的飛行高度能達到200公裡,而民航客機的飛行高度一般僅為8000~12000米。

為什麼要界定飛機的飛行高度呢?因為在不同的飛行高度下,雞蛋被扔下後面臨的命運截然不同。這裡我們隻讨論民航客機的飛行高度,也就是以8000~12000米的高度為準。

在這個高度範圍内,由于地球的熱量主要來自于地面接收到的太陽的輻射能,所以距離地面越遠,受到地面的輻射越小,溫度也就越低。一般而言,高度每上升100米,溫度就要下降0.6℃。假設海平面的溫度為20℃,那麼萬米高空(距離地面10000米)的溫度就是-40℃左右。

雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎(從飛機上扔下一個生雞蛋)3

這樣一來,從萬米高空的飛機上扔下一個生雞蛋,首先這個生雞蛋會被凍住。雞蛋主要由外面的一層硬殼、中間的一層蛋清和最裡面的一層蛋黃構成,主要成分包括水、蛋白質、脂肪和維生素等,其實主要是水。

在-40℃的環境下,雞蛋中的水分會結冰導緻體積發生膨脹,進而撐破蛋殼,變成一個裂殼的凍雞蛋。

雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎(從飛機上扔下一個生雞蛋)4

然後我們再來看速度。在雞蛋脫離飛機的一瞬間,它會有一個慣性,這個慣性就等于飛機的飛行速度。此外,這個雞蛋還會受到垂直向下的地球引力、垂直向上的空氣阻力和水平方向的空氣阻力這三個力的作用。

在垂直方向上,假設這個雞蛋的重量是50克,那麼它受到的重力就約等于0.49牛。而空氣阻力與速度的平方成正比,計算公式為1/2ρcv^2,方向和雞蛋運動的方向相反。在這兩種力的綜合作用下,這個雞蛋相對于飛機這個參照物而言,會先做向後下方的抛物線運動,然後再做勻速向下的運動。

雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎(從飛機上扔下一個生雞蛋)5

假設阻力系數ρ取1.2kg/m^3,這個雞蛋迎風面積取0.0013m^2。大緻換算一下,這個雞蛋脫離飛機的一瞬間,就會受到約630牛的空氣阻力。然而,雞蛋在均勻受力的情況下,最多隻能承受約333牛的力。因此,這顆雞蛋如果沒有被凍住,那麼它從脫離飛機的一瞬間就會被空氣阻力所擊碎。

然而,這個雞蛋是被凍住的,因此情況就變得複雜了。

最後,我們再來看能量。從萬米高空墜落下來的雞蛋,如果它到達地面的那一刻仍然沒有破碎,那麼它擁有的總能量就超過16萬焦耳。這些能量在空氣阻力的摩擦下如果全部轉化為熱量,那麼這些熱量能使雞蛋的溫度上升到700℃以上。這樣的熱量足以使整個雞蛋燒為灰燼。當然,這是在單一因素作用下發生的事情,事實不可能如此單純。

雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎(從飛機上扔下一個生雞蛋)6

綜合高度、溫度、速度和能量這幾種因素的影響,從飛機上扔下一個生雞蛋,它首先會被凍住,然後蛋殼裂開,随着高度的降低、下落速度的加快,這個生雞蛋的溫度會逐漸升高。當它解凍以後,在空氣阻力的作用下,這個雞蛋很快就會徹底碎裂。

碎裂以後,蛋清、蛋黃與蛋殼分離,四散開來。那麼,散開以後的蛋液在空氣阻力的摩擦作用下會不會變熟呢?

雞蛋從高空中落下來會砸死人嗎(從飛機上扔下一個生雞蛋)7

答案是否定的。從高空中落下的雨滴,在墜落到地面上以後我們感受不到它是熱的,原因是雨滴在重力與空氣阻力的綜合作用下會達到一個平衡速度,在這種速度下它與空氣産生的摩擦力不足以使雨滴的溫度快速上升,更何況,在下落的過程中它還會與周圍的空氣發生熱量交換、自身蒸發出去一部分熱量。因此,通常情況下,落到地面上的雨滴不僅不熱,反而更涼一些,有時候接近冰點溫度。蛋液落地的過程與雨滴類似,因此它不會變熟。

綜上所述,從萬米高空的飛機上扔下一個生雞蛋,落地之後必然還是生的,盡管它早已面目全非。

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