我就是小鸽鸽
刚刚回答了一个类似问题,所以我觉得题主可以改变一下这个问题的提法,比如问:速度快到一定程度水滴,可以砸死人吗?
其实说不计算空气阻力摩擦力等前提,再从无限高处落下,目的就是可以让水滴获得足够快的速度。这种情况下,轻轻松松就可以把人砸个窟窿。就像武侠小说里面的武林高手,即便是一片树叶,在速度够高的情况下也能轻易杀人。
生活中就有利用水做切割的技术,叫做水切割。就是利用高压把水的速度提升到极致,这样的水不仅可以切割常见的物质,即便连钢铁都可以切开。而且因为无污染、无产热问题,深受相关企业喜欢。
还有一个例子就是飞机撞鸟,小鸟虽然很小,但是由于二者的相对速度很大,所以撞击过程中动能很大,甚至可以直接把特殊材料的飞机撞毁。所以,如果水滴的速度快到极致,根据动能定理:E=1/2mV^2,此时水滴的动能也无疑是极大的,如果砸到你就和子弹打到差不多。
地球上下雨之所以砸人不疼,就是因为空气的阻力导致水滴的速度较低,不具有伤人的能力。
科学探秘频道
这里有两个条件:
无限高;
没有空气阻力。
所以关键的问题是,落到地面的水滴有多大的能量?
其实无限高并不会对应无限的能量,因为引力是距离地球越远越弱的,无穷远处的引力是0。实际上,物体的引力势能可以这样计算:
其中r是距离,G是万有引力常数,M是地球的质量,m是物体的质量。在无穷远处,引力势能为0,而在地面处,引力势能为负。
这样引力势能就转变为了动能。前面有朋友算过,这个速度就是第二宇宙速度(动能+势能=0的速度),也就是11.2km/s。
速度不是关键,能量才是。所以我们要比较一下水滴的动能和子弹的动能:
一滴水大约有0.05g的重量,对应的动能是3136焦耳。
而子弹的重量,最低15克,最高750克。假设初速都是800m/秒,对应的动能从4800焦耳到240000焦耳。
虽然水滴的能量低于最低的子弹动能,但杀伤力还是非常大的,如果打到了要害部位,还是会砸死人的。
章彦博
如果按照题主的假设,不考虑空气阻力,一滴水从无限高的地方落到地面上(假设可以落地,其实不用无限高,只要高度超过一定数值,最终的计算结果是差不多的),那么,这滴水的动能将会超过手枪、甚至是突击步枪的子弹枪口动能,这样的动能足以砸死人,这与大家总爱调侃的淋雨是两码事。那么,该如何计算水滴落到地面时的速度呢?
事实上,这个问题就是计算第二宇宙速度,即地球表面的逃逸速度。在忽略空气阻力的前提下,地球表面上的物体以第二宇宙速度的初速度出发,之后不用动力,它就能摆脱地球引力的控制,飞到距离地球无限远的地方,末速度和引力势能变为零,该物体的动能全部用于克服引力做功。
反过来,如果没有空气阻力的影响,水滴从距离地球无限远的地方落到地面上,水滴所具有的重力势能全部转化为动能。因此,水滴的终末速度即为第二宇宙速度,其大小为11.2公里/秒。
水射流切割,水射流的速度可达3倍音速
一滴水的质量大约为50毫克,那么,落地时的水滴动能将会达到3136焦耳,这要比子弹枪口动能只有几百焦耳的手枪高得多,并且也要比突击步枪更高。因此,以如此之快的速度运动的一滴水足以砸死人。
火星一号
这个问题还分情况回答,存在两个情况,我们按结局看,第一种是会砸死人的,第二种是不会砸死人的。
我们先说第二种,不会砸死人的:宇宙中没有不限高的地方,不论哪颗行星,有大气的行星,比如地球,那么水在地球上以液体状态下落,是不会砸死人的。如果不在地球上,水不能以液体形式形成,可能蒸发掉,变成气态,所以也不会砸死人。
下面我们来说第一种会砸死人的情况,如果在地球上,那么水以固态的形式落下,比如冰雹,当然存在砸死人的情况,如果体积够大,够多的话,那就是石头了。
还有一种极端的情况,在中子星上,每立方厘米的物质有数亿吨之巨,就算是液态的水,也足够致命。
从提问者的角度看,当然是想知道什么情况下水落下会砸死人,在地球上变成冰雹是有可能砸死人,在中子星上如果你能保证水还能以液态或者固态存在,也可以砸死人。
太空伊卡洛斯
我是来拆台的。(ᇴ‿ฺᇴ)
诚然,无空气阻力可以使水滴受到重力吸引下,获得一个加速度,加速度v促使水滴达到一个极限速度。
问题是,引力有范围啊。你要是无限高,超出引力范围要怎么获得加速落下的速度呢
所以这里要引用牛顿证明的一个结论:就算水滴距离地球无限远,最大速度也是有限的,是第二宇宙速度。
这个结论我们再证明就没意思了,可以用另一个概念进行逆推。第二宇宙速度的概念是:地球表面物体逃逸到无穷远处所需的速度。所以无穷远处落下的速度也就是第二宇宙速度。
第二宇宙速度是11.2km/s。
这个速度有多快呢?刚出膛的子弹(斯太尔ACR)理想值是1.45km/s。
水滴是其10倍速。
这能砸死人吗?逻辑上是可以的。
但都说我是来拆台的,最后必须抖机灵。
已知:
水的初始位置h为无穷远,即h=∞
砸中人所需时间为t,t=h/v=∞/11.2=∞
以上可得,砸中人所需t为无穷久,因此人死于老死
SME科技故事
如果光看题目,真的很想说下雨的事情。不过看了备注,明确掉件是无空气阻力的话。雨也不会在高速摩擦下生热挥发,也不会因为空气阻力限制速度。也就是说题目可以理解成一个速度无限快的水滴能不能砸死人。这么理解的话,答案肯定是可以的,高速水的应用有很多。比如肖博士的答案中有水切割的例子。而且单独计算人头骨的强硬度,再计算一下一滴水高速掉下时产生的力便可以轻松计算出题目限制条件下,当水滴达到一个什么速度进而转换成水滴从什么高度落下时能实现对人的头骨产生击穿效果了,也就是砸死人了。
这里补充一个知识点,牛顿证明过一个不是很符合直觉的结论:就算水滴距离地球是无限远,它的最大速度也是有限的。我们可以根据引力势能公式E=-GMm/r进行计算,一滴水如果重量为0.1克,从无穷远落到地面的时候能够获得大约6千焦的能量(AK47子弹出膛动能大约是2千焦)。这些能量砸到头骨时,你大概知道啥情况吧。
希望答案能解君惑。
脸上褶子很迷人
谁没淋过雨,谁被雨砸死了?
大眼小蛙
首先,如果是无限高处,雨滴并不会落下:因为根据牛顿万有引力定律,两物体之间的引力和距离的平方成反比,如果两者距离为无限大,则两者之间互相作用的万有引力为0,故雨滴的运动状态不会改变。
如果这个高度是有限且足够大的,不考虑空气阻力,静止的雨滴会由于万有引力向着地心做自由落体运动,需要注意的是,它的自由落体加速度g不是一个恒定的值,它会随着雨滴接近地面而变得越来越大。如果高度有限,那么雨滴的速度会达到一个峰值,这个峰值就是接近人头顶的一瞬间。
考虑到雨滴速度的有限性和雨滴质量很小,所以其动能也不会特别大,而且雨滴是液体,在落到头顶的瞬间其接触面积会瞬间变大,所以对于头顶的应力会瞬间减小到一定值。综上所述,雨滴在无限高处砸向人不会把人砸死。
AuGustYB
会,肯定会!加上重力加速度,水本身势能转化成动能,雷霆万钧之势,砸到地上跟彗星撞地球一样猛烈。。所以下雨可能会有陨石坑存在。。还有大海也许就是被雨砸出来的!阿弥陀佛,,福生无量天尊。。俺编不下去了
我意纵横1
突然来了心情 修改一下
何止是砸死人,直接砸穿地面都不成问题,但是几个点要强调一下:
1.说下雨的你们省省吧。。。。这是没有空气阻力的状态下
2.根据该题目,我们还需要假设一下几种状态:
a.这是一“滴”水,所以我们假设无论何种情况它都能够保持液态,且以地球常见的水 滴作为例子
b.这滴水恰好受到一个极小的推动力使其进行了下落运动,否则无限远的时候,水滴将保持静止。
c.鉴于大家都没明白,这里再补充一条。这里采用的是极限的概念,当时间趋向于无穷时。举个简单的例子,0.9999……=1 这便是极限
3.让我们来挑一挑声称 速度无限大 的人的毛病吧
两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算:
牛二简单表达式:F=kma
这里的速度简单表达式:v=1/2dads
a.距离一定近时就不能够当做质点,地球是有体积的,也就是说r是无法达到无限小的
b.使用高等数学微积分相关内容你会发现,将引力公式和加速度公式结合起来,然后计算你会发现这玩意儿是收敛的。
c.相对论了解一下?
纯粹只是吐槽 定性一下 没有做具体分析