一滴水從10000的高空做自由落體運動,不考慮蒸發,落在人的頭頂會怎樣?

潮起不落66397931

當然不會對人體造成傷害。

因為有空氣阻力,使得水滴維持一定的速度,或者解體成更細小的水滴。而且水滴本身會變形。

空氣阻力受到物體受力面積、形狀、速度的影響。假設水滴的形狀固定,當水滴下落速度加快時,水滴受到的空氣阻力也會增加,最後最後水滴受到的空氣阻力等於水滴收到的重力,這時候水滴會維持穩定速度。

水滴此時的能量,若是保持形狀不變,是可以傷人的,例子為冰雹。

但是為什麼還是無法傷人呢?這時候需要考慮到衝量和動量:MV=FT【力對時間的積累效應,M質量,V速度,F力,T時間】。簡單的說,就像從高處跳下來,人的腿會彎曲一下緩衝受到的衝擊力,而水滴接觸到人體時發生了變形,把原本衝擊力緩衝掉一部分,使得人體能夠承受其衝擊。

如果水滴始終不變形,就是冰雹的效果。



咱來了

既然是“自由落體運動”,那就必須沒有阻力,自由落體運動本身就是隻受重力。

如果題主的假設成立,一滴水在10000米的高空自由下落,可以根據自由落體運動的規律輕鬆計算出水滴落到地面時速度大約為442米每秒。這個速度會超過一般的手槍子彈速度。雖然雨滴的質量比不過手槍子彈彈頭的質量,但是這麼高速度的物體落到人的頭頂也是能夠致命的。

實際上這樣的情況當然不會存在,空氣阻力會保護人類。物體在空中下落時會受到重力及阻力的影響,重力大小可以認為不變,而阻力是與物體運動的速度平方成正比的。隨著物體下落的速度逐漸增大,其受到的阻力也會逐漸增大。最終兩者達到平衡,速度不再增大。所以雨滴下落後砸到人的腦袋上不會對人造成什麼傷害。

倘若是比較大的冰雹落下來,就比較危險了。冰雹的個頭比水滴要大很多,其重力也要比水滴大,這樣冰雹達到受力平衡時速度要比雨滴的速度大很多。落到車上可能砸壞車頂、車擋風玻璃,落到動物身上也會砸死它們。

如果地球上沒有大氣層,下雨的時候雨滴會不會把地面砸的千瘡百孔?如果那時候還能“下雨”,那絕對不會下液態的雨。下圖是水的相圖,其中反映著在不同溫度及壓強下水的狀態。可以看到,在壓強低於0.61千帕時,水不會以液態的形式存在,只有固態和氣態兩種狀態,只有溫度低於零下60多攝氏度時,才能以固態的形式存在。

即使真的那樣,老天也不會下冰雹把地面砸的一個洞一個洞的。因為如果星球連大氣層也沒有,就意味著它的質量很小,其引力根本束縛不住氣體。水蒸發後會很容易逃逸出那顆星球,根本無法凝結成冰落回去。


刁博

如果條件只是不考慮蒸發,同樣的問題還有朝天上開一槍,子彈落下來能打死人嗎?在帝國大廈頂樓扔一枚硬幣,能砸死樓下的行人嗎?這些問題的答案都是否定的。

同理,一滴水不管從多高的高空做自由落體運動,最後落到地上的結果都是差不多的,決定因素就是所謂的“終端速度”。因為自由落體運動並不是沒有阻力的,空氣阻力與速度的平方成正比,當速度增大導致空氣阻力增大,當空氣阻力與下落物體的重力想等時,物體將會保持相對的勻速運動,也就是物體最終的下落速度與空氣阻力相關,而空氣阻力又與物體的形狀相關。一滴水從10000米高空落下和雨滴落下的情況沒有什麼不同,雨滴落在人頭頂會發生什麼?

當然如果不考慮空氣阻力,一滴水從高空落下的終端速度會非常高,這種情況下一滴水的動能會非常高,擊中人的頭頂是有可能會發生嚴重傷害的。


SMETalk

首先,要搞清楚什麼是自由落體。




然後再定義一滴水是多少。

一滴水通常是0.05 ml, 設密度為1g/ml, 則0.05ml 的水的重量為0.05 g。


最後計算自由落體運動產生的動能。

1.自由落體時,重力對物體做正功,重力勢能減少,動能增加。

2.動能的增加量等於重力勢能的減少量。

3.在初始狀態動能為0,勢能為mgh。

因此,EK= EP = mgh (g值取10,方便計算)

代入數字得: EK=0.05*10*10000=5000 J

我不知道5000J的破壞力有多大,但可以換個例子:一個500g(一斤)的物體從頭頂上一米自由落體到頭頂也是產生5000J動能。所以各位自己想象吧!


盪漾在水波里的小蝦米

液、體和固體不一樣,液體下落,靠的是表面張力結合,再高下落,除去阻力,加速不大。雨點大的,速度還是快點,打在身上還是有重的感覺,但張力有限,打在身上散的,就象一把沙砸到身上。如果加速夠快,就象高壓水泵,水會團結點,砸在身上也會難受。高空掉硬幣,平著,阻力大,砸在頭上受力點大,會沒事,側著,加速快,不要人命也會叫人害怕這天上掉的金幣。液體和固體終歸不一樣


大海142581829

不是因為下雨打傘而沒事兒。

即便是自由落體,你們考慮到一滴水的質量和硬度了嗎?只要不是禿子,我估計從10000米掉下來的自由水,不會對人有什麼大危害。

請高人算一下唄。


飛翔的熊貓86632852

看到這個問題我想到了曾經看到的一個段子,它是這麼寫的:一個本科生不知道怎麼混進了研究生群裡,也是一個人提出了這個問題,群裡各種計算爭吵,後來那個本科生也提了一個問題。他問那些人有沒有被雨淋過,後來這個本科生就被踢出群了


每條評論都發圖

自由落體是沒有空氣阻力的。所以雨滴速度為V=√(2gs),已知S=10000,取g=10,得V=√200000=447.2米/秒。動能為Ek=mv^2/2。0.001*447.2平方/2=99.99J.

如果是子彈之類的100J完全可以有殺傷力了,但是雨滴的話估計砸到眼睛裡可能有殺傷力吧。



快去請盧偉佛祖

各種公式的人怕是生活在沙漠裡吧 人家也沒說不考慮阻力 要是真不考慮阻力直接能量守恆求速度 然後再動量方程求衝量 不就完事了 哪有那麼複雜 極高速度落下來的話 水滴也不需要考慮水的張力和柔性了 和鋼珠砸一樣的 速度太快 慣性原因沒區別


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