一滴水如果從足夠高的地方落下,能不能打死人?

張溢解密


又是一個思想實驗!

看了很多回答,很多人只看到題目,沒有看問題的描述:忽略空氣阻力!於是出現了“平時沒有被雨淋過嗎?”這樣的質疑。所以應該在題目中加上“忽略空氣阻力”,而不是問題描述中說明!

那麼忽略空氣阻力的情況下,一滴水在足夠高(假設無窮高)的地方落下,能打死人嗎?

很多人會有這樣的錯覺,沒有空氣阻力,意味著只有地球引力(不考慮其他星球引力影響),那麼水滴會一直加速,最終速度會達到無窮大!

當然,我們都知道速度不可能無窮大,愛因斯坦的相對論已經表明了,任何物體的速度都不會超過光速。事實上不僅不能不會達到光速,水滴的最終速度會比光速小很多!

我們都知道第二宇宙速度,11.2千米/秒,也就是物體在無動力情況下襬脫地球的最小速度,說直白點,在理想情況下,以這個速度飛行就可以到達距離地球無限遠的地方!

而這個物理過程也是可逆的,也就是說,一個物體從無限遠的地方下落,在理想情況下(只考慮地球引力),它的最終速度也會是11.2千米/秒!不會像有些人說的那樣無限接近光速!

但即使水滴的速度為11.2千米/秒,砸到的話也足以讓人斃命!

不過我們還忽略了另外一個問題,那就是即使水滴很小,但最先下落的部分會有更高的速度。

舉個例子,在我們口渴像喝水而水很熱時,我們經常會用兩個杯子來回倒水好讓水涼的快些,在來回倒水的時候,你會注意到一個細節,在水下落的過程中,水會逐漸變成水滴落到另一個杯子裡,而我們倒得水也可看做一個大水滴!

所以,即使一滴水很小,它也分上下部分,下面的部分速度會比上面的部分更快,這意味著水滴落到地球上時不會是一滴水,而是會變成更小的顆粒,比如水分子!

當然,還有一個問題,那就是不考慮空氣阻力的情況下也意味著沒有空氣,而真空狀態水滴是不可能存在的!

所以,水滴從足夠遠的地方落下,不會砸死人!


宇宙探索


不會,原因很簡單,雨滴在到達一定速度之後,由於空氣阻力的影響,不會再進一步加速。

實驗也很簡單,目前還沒有人被雨滴砸死過。

但要理解「為什麼」,光靠實驗是不夠的,需要一點簡單的計算。

雨滴下落時,可以對應一個微分方程:

其中k是阻力系數,因為雨滴速度比較小,所以是一階的關係。

這是一個簡化的方程,但足以解釋問題。對應的高度x可以解得:

這裡假設初始高度為0,其實不影響,因為這只是一個設定的問題。對x做一階微分,可以得到速度:

對上式求極限,即問t特別大的時候,速度會有多少。結論是,速度是有上限的:

實際上,將實驗測得的k帶入,可以很容易的算到,雨滴的最終速度大約在8~10m/s的水平。這個速度對人是完全沒有傷害的,加之水滴本身在撞擊時還會變形,這就延長了撞擊時間,降低了撞擊力度。


章彥博


你的原話:“一滴水如果從足夠高的地方落下,能不能打死人?加個條件:在忽略空氣阻力的情況下的,一滴水如果從足夠高的地方落下,能不能打死人?

我覺得,如果不考慮空氣阻力的話,一滴水從高空掉下來,是可以砸死人的。不過具體要計算一下才能說清楚這個問題。

這裡面其實涉及到的中學物理知識就是自由落體運動。

在自由落體中,下落速度v正比於下落高度h的1/2次方。

而且,下落速度只與高度有關,與質量無關。

所以,從1萬米高空掉下來的水滴的速度,是1米高度上掉下來的水滴的速度的100倍。

現在我們假設下落高度是1000米,那麼我們可以算出來,這個水滴掉到地面的速度高達141m/s,這個速度已經大概是聲音速度的1/3。作為對比,我們知道手槍子彈的速度一般為300M/S左右。 狙擊步槍和重機槍的子彈速度高一些,能達到800M/S的左右。當然水滴的質量比子彈要小,所以在相同速度下,水滴的動量小於子彈,殺傷力也小於子彈。

所以,從1000米高度掉下來的水滴,如果不考慮空氣阻力,已經達到了手槍子彈速度的1/2,如此高的速度,差不多可以把人的天靈蓋擊穿。如果不能,至少能把人的腦袋砸出血來。如果高度是10000米,那麼這樣的水滴掉到人腦袋上,與子彈的速度已經是一樣了,人是可以被擊斃的。

當然了,這裡的計算完全是按照你的假設來做的,如果考慮空氣阻力,因為空氣阻力在高速情況下正比與速度的平方,所以水滴從高空掉下來最後的速度會收斂到一個不致命的速度。


瀟軒


如果沒有空氣阻力的影響,一滴水從足夠高的地方落下來完全可以砸死人,這與淋雨完全不同。

在有空氣阻力的情況下,水滴在下落過程中,速度會越來越快,空氣阻力也會隨之迅速增加。直到最後,空氣阻力等於水滴重力,水滴受力平衡,它將會勻速下降,這個速度被稱為終末速度。一般而言,質量約為0.05 g的水滴的終末速度大概只有6 m/s,所以水滴落地時的動能只有0.0009 J,這麼小的動能不會有什麼破壞力。

另一方面,在沒有空氣阻力,並且水滴的下落高度足夠高的情況下,水滴將會在引力作用下持續加速,它的落地極限速度可達11.2 km/s,這個速度正是第二宇宙速度。要知道,物體只要以第二宇宙速度的初速度出發,它就能完全擺脫地球引力束縛,無動力逃逸到無窮遠的地方。反過來,物體從無窮遠的地方落到地球上,最終速度就是第二宇宙速度。

因此,如果水滴在沒有空氣阻力的情況下從足夠高的地方落下來,它的最終動能可達3000 J,這高於大部分突擊步槍的子彈出膛動能。這意味著高速下落的水滴擁有很強的殺傷力,置人於死地完全沒問題。


火星一號


雨滴從雲層落下來的還不夠高?要是能砸死人,地球人早沒動植物了。水滴雖然會隨著重力加速度的影響會不斷加速下落,但是水滴下落還受到另一個相反方向的作用力--與空氣摩擦產生的阻力,下降速度越快摩擦力越大,當其產生的阻力與水滴的重力相等時,水滴就會由加速運動變成勻速運動。所以,水滴的速度不會無限增大,因此在質量固定,因速度增加而產生的動能在水滴變成勻速運動後達到最大值且保持這個動能值不變。所以放的再高也不會砸死人。說到這,估計是沒看到題目中說“忽略空氣阻力”。所以以上說法是不成立。

因此,水滴是會砸死人的,因為沒有空氣阻力,水滴會持續加速,速度越來越快,動能就越來越大,所以人會被砸死。就如同鳥在地面飛向飛機擋風玻璃會撞一個趔趄但玻璃沒事,但鳥飛向高速飛行的飛機,鳥死玻璃亡!


柳小慶


誤加入一個博士群裡。見到有一個人提問: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?或砸死?

群裡一下就熱鬧起來,各種公式,各種假設,各種阻力,重力,加速度的討論,足足討論了近一個小時。

這時,我默默的問了一句:你們沒有淋過雨嗎???


群裡,突然死一般的寂靜......

然後,然後我就被踢出群了。


小拼娛樂


我敢說在這裡回答的人沒有一個是物理老師。

我離開學校很久了,中學物理已經幾乎忘完了,但該有的常識還是知道的。

我隨便了一張圖,這是一個水滴,不需要考慮它有多大,但知道的是它是有大小的,既然有大小,位置A與位置B肯定是存在距離差ΔX,也在它們開始下落的起始時間點上存在微小的△t。若讓這個水滴從高空落下,不考慮空氣阻力的話,根據中學物理公式很容易知道這個ΔX=1/2gt²-1/2g(t-△t)²會越來越大!也就是說,這滴水最後會分散成無數的小液滴,直到小液滴之間的凝聚力大於各部分由於落體而產生的分散作用。在中學時沒曾做過這樣的題目?從一高度放一顆小球,過了△t時間後再放一顆,問過了t時間後兩小球之間的距離是多少。而兩小球之間的距離是隨時間 t 的變化而變化的。

不信你可以試一試,從高樓上潑一盆水下去,你會看到什麼?你將會看到潑出的水會分散成無數滴落下!而站在樓下的人感覺好像就是天在下雨。所以雨水是一滴滴細小的液滴。

萬物形成皆有原因,不可能存在什麼天上下個雨就打敗了科學的無數推導這樣可笑的事情。那種笑話也只能當個笑話聽聽。


騎著毛驢上戰場


一滴水如果從足夠高的地方落下,能不能打死人?引起了廣泛的熱議。我的答案是砸死人的概率就是0。這個問題設了一個《陷井》。

看似屬於高中物理,自由落體運動的問題,〈題主描述中說明,可以不考慮空氣阻力)。但卻,實屬於一個《需要發散思維》的來解答。換句話說,需要《腦洞大開》才行。

先強調一個概念,什麼是阻力?阻力是指與自油落體,下落的反方向的力。也就是阻力向上。

(1)要考慮下落的運動軌跡,不可能是豎直向下的自由落體。例如受到水平方向的風力,水滴會隨風沿水平方向飄落。

(2)從足夠高處下落過程中,遇到溫度高的氣流,不排除水蒸發,水滴被汽化,水滴在空中消失了。


匯燕1


這讓我想起了以前看過的一個小文章。

大概意思就是,一了人被天上掉下來的冰箭戳死了。

後來調查發現,是飛機的排尿系統排了尿液,高空中冰凍了,掉下來誤殺了個人。

所以,那個人是被尿砸死的。

回到正題,一滴水,只是一滴。

重要條件是忽略阻力,且從足夠高的地方。

好了。我又想到了一個新聞。

說是有人車停樓下,發現前擋風玻璃破了。破裂中心,是,一隻用過的套套。

想多了。回到正題,作為一個文化程度不高的小學生,我覺得。砸不死人,

因為我覺得這一滴水,破不了我的防禦,即使破防,應該也是掉幾滴血吧



看單


首先重複下題幹,水滴,自由落體運動,不考慮空氣阻力,高度趨於無限大

根據H=1/2gt²所得 t趨於無限大,又V=gt,所以V趨於無限大,沒有空氣阻力就是去除掉摩擦力。又Ft=mv,撞擊在一瞬間,非彈性碰撞,我們假設t值為0.1s,可得出撞擊力F無限大。基本上如果不考慮撞擊的同時能量轉化的情況下,這滴水滴可以洞穿地球,我不信人的骨頭強過地幔,所以被砸中的人類必死無疑。如果考慮到撞擊產生的熱量擴散的情況下,根據能量守恆定力,Ek=1/2mv²,動能無限大,撞擊若完全轉化為熱量,基本上能把地球燒成渣。我不覺得人類可以存活。所以人類還是必死無疑。

最後說一點,告訴那些說沒淋過雨的愚民們,你們淋雨的時候難道沒有遇到被雨砸的生疼的感覺過麼?沒在暴雨中奔跑過麼?不知道雨打在臉上會疼麼?這些你們說的雨水還是在計算空氣阻力和高度有限的的情況下砸向你的,要是沒考慮呢?你有本事下雨別躲啊,就昂著你的臉硬抗啊


分享到:


相關文章: