一滴水從無限高的地方落下,會不會砸死人?你怎麼看?

我就是小鴿鴿


剛剛回答了一個類似問題,所以我覺得題主可以改變一下這個問題的提法,比如問:速度快到一定程度水滴,可以砸死人嗎?



其實說不計算空氣阻力摩擦力等前提,再從無限高處落下,目的就是可以讓水滴獲得足夠快的速度。這種情況下,輕輕鬆鬆就可以把人砸個窟窿。就像武俠小說裡面的武林高手,即便是一片樹葉,在速度夠高的情況下也能輕易殺人。

生活中就有利用水做切割的技術,叫做水切割。就是利用高壓把水的速度提升到極致,這樣的水不僅可以切割常見的物質,即便連鋼鐵都可以切開。而且因為無汙染、無產熱問題,深受相關企業喜歡。



還有一個例子就是飛機撞鳥,小鳥雖然很小,但是由於二者的相對速度很大,所以撞擊過程中動能很大,甚至可以直接把特殊材料的飛機撞毀。所以,如果水滴的速度快到極致,根據動能定理:E=1/2mV^2,此時水滴的動能也無疑是極大的,如果砸到你就和子彈打到差不多。



地球上下雨之所以砸人不疼,就是因為空氣的阻力導致水滴的速度較低,不具有傷人的能力。


科學探秘頻道


這裡有兩個條件:

  1. 無限高;

  2. 沒有空氣阻力。


所以關鍵的問題是,落到地面的水滴有多大的能量?

其實無限高並不會對應無限的能量,因為引力是距離地球越遠越弱的,無窮遠處的引力是0。實際上,物體的引力勢能可以這樣計算:

其中r是距離,G是萬有引力常數,M是地球的質量,m是物體的質量。在無窮遠處,引力勢能為0,而在地面處,引力勢能為負。

這樣引力勢能就轉變為了動能。前面有朋友算過,這個速度就是第二宇宙速度(動能+勢能=0的速度),也就是11.2km/s。

速度不是關鍵,能量才是。所以我們要比較一下水滴的動能和子彈的動能:

一滴水大約有0.05g的重量,對應的動能是3136焦耳。

而子彈的重量,最低15克,最高750克。假設初速都是800m/秒,對應的動能從4800焦耳到240000焦耳。

雖然水滴的能量低於最低的子彈動能,但殺傷力還是非常大的,如果打到了要害部位,還是會砸死人的。


章彥博


如果按照題主的假設,不考慮空氣阻力,一滴水從無限高的地方落到地面上(假設可以落地,其實不用無限高,只要高度超過一定數值,最終的計算結果是差不多的),那麼,這滴水的動能將會超過手槍、甚至是突擊步槍的子彈槍口動能,這樣的動能足以砸死人,這與大家總愛調侃的淋雨是兩碼事。那麼,該如何計算水滴落到地面時的速度呢?

事實上,這個問題就是計算第二宇宙速度,即地球表面的逃逸速度。在忽略空氣阻力的前提下,地球表面上的物體以第二宇宙速度的初速度出發,之後不用動力,它就能擺脫地球引力的控制,飛到距離地球無限遠的地方,末速度和引力勢能變為零,該物體的動能全部用於克服引力做功。

反過來,如果沒有空氣阻力的影響,水滴從距離地球無限遠的地方落到地面上,水滴所具有的重力勢能全部轉化為動能。因此,水滴的終末速度即為第二宇宙速度,其大小為11.2公里/秒。

水射流切割,水射流的速度可達3倍音速

一滴水的質量大約為50毫克,那麼,落地時的水滴動能將會達到3136焦耳,這要比子彈槍口動能只有幾百焦耳的手槍高得多,並且也要比突擊步槍更高。因此,以如此之快的速度運動的一滴水足以砸死人。


火星一號


這個問題還分情況回答,存在兩個情況,我們按結局看,第一種是會砸死人的,第二種是不會砸死人的。

我們先說第二種,不會砸死人的:宇宙中沒有不限高的地方,不論哪顆行星,有大氣的行星,比如地球,那麼水在地球上以液體狀態下落,是不會砸死人的。如果不在地球上,水不能以液體形式形成,可能蒸發掉,變成氣態,所以也不會砸死人。

下面我們來說第一種會砸死人的情況,如果在地球上,那麼水以固態的形式落下,比如冰雹,當然存在砸死人的情況,如果體積夠大,夠多的話,那就是石頭了。

還有一種極端的情況,在中子星上,每立方厘米的物質有數億噸之巨,就算是液態的水,也足夠致命。

從提問者的角度看,當然是想知道什麼情況下水落下會砸死人,在地球上變成冰雹是有可能砸死人,在中子星上如果你能保證水還能以液態或者固態存在,也可以砸死人。


太空伊卡洛斯


我是來拆臺的。(ᇴ‿ฺᇴ)

誠然,無空氣阻力可以使水滴受到重力吸引下,獲得一個加速度,加速度v促使水滴達到一個極限速度。

問題是,引力有範圍啊。你要是無限高,超出引力範圍要怎麼獲得加速落下的速度呢

所以這裡要引用牛頓證明的一個結論:就算水滴距離地球無限遠,最大速度也是有限的,是第二宇宙速度。

這個結論我們再證明就沒意思了,可以用另一個概念進行逆推。第二宇宙速度的概念是:地球表面物體逃逸到無窮遠處所需的速度。所以無窮遠處落下的速度也就是第二宇宙速度。

第二宇宙速度是11.2km/s。

這個速度有多快呢?剛出膛的子彈(斯太爾ACR)理想值是1.45km/s。

水滴是其10倍速。

這能砸死人嗎?邏輯上是可以的。

但都說我是來拆臺的,最後必須抖機靈。

已知:

水的初始位置h為無窮遠,即h=∞

砸中人所需時間為t,t=h/v=∞/11.2=∞

以上可得,砸中人所需t為無窮久,因此人死於老死


SME科技故事


如果光看題目,真的很想說下雨的事情。不過看了備註,明確掉件是無空氣阻力的話。雨也不會在高速摩擦下生熱揮發,也不會因為空氣阻力限制速度。也就是說題目可以理解成一個速度無限快的水滴能不能砸死人。這麼理解的話,答案肯定是可以的,高速水的應用有很多。比如肖博士的答案中有水切割的例子。而且單獨計算人頭骨的強硬度,再計算一下一滴水高速掉下時產生的力便可以輕鬆計算出題目限制條件下,當水滴達到一個什麼速度進而轉換成水滴從什麼高度落下時能實現對人的頭骨產生擊穿效果了,也就是砸死人了。

這裡補充一個知識點,牛頓證明過一個不是很符合直覺的結論:就算水滴距離地球是無限遠,它的最大速度也是有限的。我們可以根據引力勢能公式E=-GMm/r進行計算,一滴水如果重量為0.1克,從無窮遠落到地面的時候能夠獲得大約6千焦的能量(AK47子彈出膛動能大約是2千焦)。這些能量砸到頭骨時,你大概知道啥情況吧。

希望答案能解君惑。


臉上褶子很迷人


誰沒淋過雨,誰被雨砸死了?



大眼小蛙


首先,如果是無限高處,雨滴並不會落下:因為根據牛頓萬有引力定律,兩物體之間的引力和距離的平方成反比,如果兩者距離為無限大,則兩者之間互相作用的萬有引力為0,故雨滴的運動狀態不會改變。

如果這個高度是有限且足夠大的,不考慮空氣阻力,靜止的雨滴會由於萬有引力向著地心做自由落體運動,需要注意的是,它的自由落體加速度g不是一個恆定的值,它會隨著雨滴接近地面而變得越來越大。如果高度有限,那麼雨滴的速度會達到一個峰值,這個峰值就是接近人頭頂的一瞬間。

考慮到雨滴速度的有限性和雨滴質量很小,所以其動能也不會特別大,而且雨滴是液體,在落到頭頂的瞬間其接觸面積會瞬間變大,所以對於頭頂的應力會瞬間減小到一定值。綜上所述,雨滴在無限高處砸向人不會把人砸死。


AuGustYB


會,肯定會!加上重力加速度,水本身勢能轉化成動能,雷霆萬鈞之勢,砸到地上跟彗星撞地球一樣猛烈。。所以下雨可能會有隕石坑存在。。還有大海也許就是被雨砸出來的!阿彌陀佛,,福生無量天尊。。俺編不下去了








我意縱橫1


突然來了心情 修改一下

何止是砸死人,直接砸穿地面都不成問題,但是幾個點要強調一下:

1.說下雨的你們省省吧。。。。這是沒有空氣阻力的狀態下

2.根據該題目,我們還需要假設一下幾種狀態:

a.這是一“滴”水,所以我們假設無論何種情況它都能夠保持液態,且以地球常見的水 滴作為例子

b.這滴水恰好受到一個極小的推動力使其進行了下落運動,否則無限遠的時候,水滴將保持靜止。

c.鑑於大家都沒明白,這裡再補充一條。這裡採用的是極限的概念,當時間趨向於無窮時。舉個簡單的例子,0.9999……=1 這便是極限

3.讓我們來挑一挑聲稱 速度無限大 的人的毛病吧

兩個可看作質點的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計算:

牛二簡單表達式:F=kma

這裡的速度簡單表達式:v=1/2dads

a.距離一定近時就不能夠當做質點,地球是有體積的,也就是說r是無法達到無限小的

b.使用高等數學微積分相關內容你會發現,將引力公式和加速度公式結合起來,然後計算你會發現這玩意兒是收斂的。

c.相對論瞭解一下?

純粹只是吐槽 定性一下 沒有做具體分析



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