一滴水從高處自由落體下來能不能砸死一個人?

Nextel


我們每個人都經歷過被雨淋,所以高空的水滴💧是不會對人有什麼影響的。然而,如若僅只是考慮重力勢能,並以此來計算3000米高空的水滴下落所獲得的動能,卻是不容忽視的。即便是在不死人,也會有明顯的感覺。

如果一滴水的體積是一立方毫米,那麼該滴水的質量約為1毫克。從3000米的高空到地面的重力加速度是30000米/秒方。而力等於質量乘以加速度,所以水滴到達地面的重力,從理論上講可以達到30克米/秒方。相當於一兩左右的物體在一米高處落下來的力量。

那麼為什麼我們沒有對雨滴有明顯的感覺呢?這是因為水滴並不是自由下落的,其會受到空氣的阻力,從而極大地減緩了水滴下降的速度。

作為物理背景的空間會影響物體的運動,這在自然界中是普遍存在的。因為自然界是一個有機的系統,其中不存在絕對獨立和自由的物體。

在我們的宇宙中,最為本底的物理背景就是由不可再分的最小粒子即量子構成的量子空間。正是因為如此,當物體的運動速度一旦接近於光速時,其能量的增大,就由原來的動能轉變為相對於量子空間的勢能,表現為速度的不變性。

這就是狹義相對論中的質量隨速度的增加而變大以及為什麼任何物體都無法達到光速的原因。

總之,由於空氣的存在,水滴並非自由運動的物體,所以其高空墜落的重力是不會對人體產生明顯的影響,是不會傷人的。


淡漠乾坤


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


一滴水從高處自由落體下來能不能砸死一個人?

讓我想起一個笑話,說是一位大媽在一個博士群裡發現有人提問“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致死?”於是博士們各種理論計算方法,足足討論了近一個小時。但是一次次的討論弄得大媽的手機一直振動,於是她想都沒想直接回了一句,“你們沒有淋過雨嗎 ?有哪個傷著啦,還是死啦?”群裡突然死一般的寂靜……哈哈。

首先說下結論:如果不考慮空氣阻力的自由落體,一滴雨落地的速度是245m/s,與人臉的作用力是3131N——會砸死人。如果考慮空氣阻力,一滴雨落地的速度是10m/s,與人臉的作用力是1.31N——不會砸死人。

即理論上一滴水從高處自由落體落下來,會把人砸死。事實上,有空氣阻力,就不會了。自由落體的前提條件是在沒有任何空氣阻力和障礙的情況下發生的,而下雨是由於受到空氣阻力及大氣摩擦力的環境下達到一個近乎平衡的狀態。


小靜愛科普


一滴水從高處自由落體下來究竟能不能砸死人,答案是足夠高的高度可以砸死人。

自由落體的力量

最早,古希臘科學家亞里士多德提出,物體在相同高度下墜落時,墜落的速度是由物體本身的重量決定的。物體的重量越快,下落的速度也越快。比如:一塊鐵和一塊棉花,應該是重量較重的鐵墜落速度快。

這種結論很符合人們的日常觀察,所以人們一直接受這個觀點,直到伽利略提出了不同的看法。

在1636年,伽利略在《兩種新科學對話》中提到,如果按照亞里士多德的理論,那麼假設有兩塊石頭,一塊石頭的重量為8千克,而另一塊石頭的重量是4千克,那麼大石頭的墜落速度比小石頭的墜落速度快。

但當兩塊石頭綁在一起的時候,下落較快的石頭會被下落較慢的石頭拖慢速度,因此這塊石頭的墜落速度應該慢於下落較快的石頭。

然而這兩塊石頭的重量達到了12千克,理論上速度又應該快於下落速度較快的石頭。這就陷入了矛盾之中。

為了解決這個矛盾,伽利略提出,物體下落的速度並不是重量決定的。而是與時間成正比,所耗費的時間越長,墜落速度越快。

據說,伽利略為了驗證自己的理論,在比薩斜塔上進行了一大一小鐵球實驗,最終證明這兩個鐵球同時到達地面。也就是說,無論是鐵球還是棉花,到達地面的時間應該相同。

後人總結了自由落體運動的三個特點,分別為:

  • 初始速度為0,如果一個物體的具有初速度,那麼即便滿足其他的條件,也不是自由落體運動。
  • 物體在下落的過程中,只受重力作用。我們知道,力除了有大小,還有方向,而物體在下落的過程中,一般會受到重力,空氣阻力等因素阻擾。而自由落體運動,物體除了重力作用下,不再受其他力的印象,比如空氣阻力。
  • 任何物體在同等高度做自由落體速度時,下落的時間相同。也就是說,不管一個物體的質量、體積、與空氣的接觸面積有多大,到達地面的時間都相同。比如:一塊鐵和一塊棉花在做自由落體時,速度相同。

也就是說,一滴水只要達到足夠的高度,那麼當它以自由落體墜落到地面時,速度就可以非常快,快到足以砸傷地面生物,甚至會砸死。

為什麼雨水沒有砸死人?

雖然理論上講,雨滴只要達到足夠的高度就可以砸傷人,但實際上,雨滴從未砸死過任何人,甚至連砸傷都未曾有過。那為什麼會這樣呢?這是因為我們忽視了空氣阻力的作用。

我們知道,物體從高處墜落時,不僅會受到重力因素影響,還會受到空氣阻力的作用。而空氣阻力的大小和物體的速度、與空氣的接觸面積、大氣密度有關。

物體的運動速度越快,空氣阻力越大,也就是說雨滴在墜落的過程中,空氣阻力會起到減速作用,大大減緩了雨滴的墜落速度。

也有科學家把雨滴這樣小質量的物體的墜落速度,用終端速度來描述,從下圖中可以看出,時間越長,物體的墜落速度越慢,直到達到一定的速度。也就是說,無論雨滴從萬米高空墜落,還是從百米空中墜落,速度差距並不大。

再加上,雨滴在墜落的過程中,空氣流動會帶動雨滴的蒸發,導致雨滴內的水分子因蒸發重新進入到空氣中,然後再凝聚在其他雨滴周圍。也就是說,下落到地面的雨滴和最開始形成的雨滴,裡面的水分子構成不一樣,整個過程處於動態平衡。

所以,雨滴在落到地面時,速度會非常慢,大約只有1.8米/秒,再加上雨滴的質量非常小,所以這個速度不會砸傷地面生物。

而如果只有一滴水從高空中墜落,由於周圍水分子較少,可能還沒等它落到地面,該水滴的水就會因蒸發而不會落到地面上,因此不會砸傷人,更不會砸死人。

總結

自由落體和物體的質量沒有關係,和物體墜落時的高度有關係,高度越高,物體到達地面時的時間就越久,末端速度就越快。關於這一點,伽利略曾經做過比薩斜塔進行了驗證。

也就是說,按照自由落體運動的規律,一滴水只要從一定高度的高空墜落下來,就一定會砸死人,甚至會砸傷人。

之所以雨水落下沒有砸傷人,是因為空氣阻力的作用,空氣阻力使得雨滴無論從萬米高空還是百米高空落下,墜落速度都一樣,所以不會砸傷人。


鍾銘聊科學


滿足這一情況,只能是降雨。

所謂降雨,就是高空雲層中凝結的小水滴,因為重力超過了氣流承載力,而落下來。氣流承載力並不很大,所以雨滴也沒辦法變得很大;就算有些雨滴能夠變得稍大一點,下落過程也會很容易讓它分崩離析。

其結果就是,雨滴很快就會因為空氣阻力而抵達所謂的“終末速度”——重力和阻力平衡,不會再加速。在密度和形狀不變的情況下,重力和長度三次方成正比,但阻力只和長度二次方成正比——所以粗略說來,越大的物體終末速度越快。雨滴直徑通常不過幾毫米,5毫米雨滴重量不過0.1克,終末速度大概在9-13米/秒,和自行車最大速度相當;再加上它只是液體,這點能量對人來說啥都幹不了。

(誠意滿滿的作者本人手繪!絕對沒有模仿某知名且知名不具漫畫!下同。)

所以大家儘可嘲笑我花了三段來講解最日常的常識——不過別得意太早,這篇文章才剛剛開始呢。

第二種情況:水(物態不限)在地球上不經人類任何干預而掉下來。

在自然環境下,顯而易見的場景是冰雹。

雖然冰雹的形狀和密度其實和水滴相差無幾,但它有一個大優勢:硬。硬度保證了就算較大的冰雹下落過程裡也不會解體,還保證了它掉在你頭上的時候瞬間衝擊力比水大很多。大號冰雹直徑可以達到15釐米,重量達0.5千克,而落下來的時候其終末速度則可達到50米/秒以上(不過,因為碰撞和融化等原因,它不一定總能達到這個速度)。一塊0.5千克的冰塊,用手丟出去都能把人砸個不輕,何況以時速近兩百千米的速度撞擊人頭部呢?因冰雹而受傷甚至死亡的案例屢見不鮮,也不足為怪了。

(未按比例繪製。)

其實還有一種更加可怕的場景,不過這裡我要賣個關子,留待後面再說。

第三種情況:水(液態雨滴大小)在沒有大氣層的地球上掉下來,不考慮蒸發。

從現在開始就不是無人類干涉的“自然”環境了,但原題也沒這要求對吧。

沒有大氣層又不計入蒸發的話,水滴終於可以實現真正的自由落體了。(如果考慮蒸發會怎樣?真空中水會立刻沸騰,但沸騰過程吸熱,結果是一部分蒸發掉、另一部分結成小冰塊,對於我們的結論沒有本質的區別。)它會一直加速,直到撞擊地面為止。如果它按照9.8米/秒^2的速度勻加速,那麼它想加到多快就有多快,別說幹掉一個人,就算殲滅整隻艦隊甚至毀滅地球也不在話下。誠然,稍有常識的人就會看出來永遠勻加速是不可能的——你不能突破光速。但這依然不影響我們獲得任意大的能量、毀滅任意大的星球和任意多的人。

不幸的是,我們限定了地球這個條件。離地球太遠,引力會變弱,加速度也會變小。其實牛頓早就證明了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,換言之,它的速度大約是11km/s,差不多是第二宇宙速度——事實上,它剛剛好就是第二宇宙速度,分毫不差。因為第二宇宙速度的定義就是地球表面物體逃逸到無窮遠處所需的速度,這兩個物理過程完全是等價的。換了任何別的物體,真空中向地球自由下落,最大速度也一定是這個值。

(喊破喉嚨也不會有人來救你的!沒有大氣,無線電沒法傳到地球另一側。)

可不要小看這個速度。當水滴撞擊平面的時候,會遭受擠壓,邊緣的水就會以更快的速度向外擴散,產生激波。有論文模擬了水滴以0.5km/s的速度撞擊平面,結果向外擴散的水流速度高達6km/s,其力度足以打碎普通玻璃。現在我們的初始速度是它的20倍,其結果可想而知。

或者換一個角度,AK47子彈出膛動能大約是2千焦,而我們的水滴是它的三倍。水滴雖然不是硬的,但也沒什麼彈性,而且速度比子彈快得多得多,所以絕大部分能量會在短得多的時間裡傳遞給頭骨。重傷甚至死亡應該是妥妥的事兒。

但是我們當然不能就此知足了,所以:

第四種情況:水(液態大小不限)在有大氣層的地球上掉下來。

呼,大氣層回來了。但別高興得太早。

如果你從空中潑一桶水下去,那麼其殺傷力和一滴水沒有本質差異,因為氣流等因素會把這桶水再撕裂成水滴。但是如果你潑的是一遊泳池、一湖甚至一大海的水,那麼就沒有足夠的時間分散開來,其結果將是毀滅性的。

網絡漫畫xkcd的作者蘭道爾·門羅(Randall Monroe)曾經計算過,如果夏天一場暴雨的所有雨水化作一個大水滴,那麼這個水滴體積0.6立方千米,重量6億噸(差不多是所有人類加在一起的總重量)。這坨水如果從雲的正常高度落下來,那麼落地瞬間速度大概是200米/秒。落地點的空氣遭到強烈壓縮,產生瞬間高溫,足以讓地上的草燒起來——所幸下一瞬間就會有巨量的水將野火熄滅在萌芽中。如果你不幸站在這個地方,你遭受的水壓將會超過馬裡亞納海溝最深處。

(水滴落下來只需一分鐘,你跑不掉的啦。)

你當然是死定了,但還沒完——記得上面提到的水滴撞擊時向四面八方產生的衝擊波嗎?現在方圓幾千米之內會什麼都不剩,二三十千米之內的建築也基本上都要玩完,再遠一點的地方可能會藉著地勢倖存——如果他們沒有被接下來的洪水沖走的話。

那麼問題來了:能不能再給力一點。

第五種情況:水(物態大小均不限)在有大氣層的地球上掉下來。

有請彗星君隆重登場。

嚴格說來彗星不全是冰,裡面還有不少固體塵埃物質——但雨滴和冰雹裡也有不少塵埃(不信來北京淋場雨)。而彗星的大小嘛,可就是動輒幾千米了。

當年舒梅克列維9號彗星被撕裂然後撞上木星的時候,最大一塊直徑大約2千米,速度約60千米/秒,撞出了一個大小相當於地球半徑的黑斑。6500萬年前一顆大約直徑10千米的小行星撞上了地球,造成了全球範圍內的集群滅絕,並且把恐龍全乾掉了。現在一顆普通彗星以相對較慢的速度(11千米/秒)掉下來,可能不至於那麼嚴重,但是炸平幾千平方千米、產生一個全球範圍核冬天、對人類經濟體系引發毀滅性打擊,差不多還是夠用的。

而我們已知的最大彗星,直徑可能有25千米,換言之其質量是舒梅克列維9號最大碎片的2000倍,就算速度是六分之一,總能量也有其50倍以上。

(完全未按比例繪製。)(顯然。)

不過,還沒完呢。

第六種情況:水在太陽上掉下來。

對於一個邪惡科學家而言,這才是真正的好戲開場。

假如不考慮太陽大氣和溫度,那麼水滴落到太陽上的最大速度是617.5千米/秒——同時也是太陽表面的“逃逸速度”。比地球大很多,人在上面也會死得慘很多,不過在上面的人反正也已經死了,無所謂啦。

但水落到太陽上,還有別的效果。和地球不同,太陽是個巨大的核反應爐,它的燃料是氫,維持爐體穩定的是壓力和引力的平衡。如果太陽變大了,引力就會佔優勢,讓太陽燃燒得更加猛烈、同時壽命也變得更短——而往上倒一氧化二氫,正好可以達成這一目的。

所以,如果我們往太陽上倒水,那麼它會變得更熱,距離它的終結也更近。

倒的水如果多一點,地球上就會出現極其明顯的溫室效應,農業系統和海岸居住區崩潰,整個人類社會陷入混亂。

如果再多一點,強烈陽光帶來的硅酸鹽風化會把越來越多的二氧化碳鎖在岩石圈裡不再流通,短期內可能會緩解瘋狂的溫室效應,但長期下來將意味著大氣二氧化碳無法維持碳三植物的存活,整個地球生態系統崩潰。

如果再多一點,碳四植物也將消亡。

如果再多一點,海洋的蒸發將失去平衡,大量水蒸氣滯留在大氣中加劇溫室效應,最終地球表面將成為潮溼大溫室,海洋全部消失。如果此時生命還沒有全部滅絕,也只能在極個別的地方苟延殘喘了。

繼續多下去,太陽就會加速前進,最終成為紅巨星把地球吞沒——如果沒有這些額外的氫,地球還有一定概率逃過一劫,但倒了這麼多水上去之後,這一命運就無可避免了。

(邪惡行星科學家的終極夢想,誠招土豪資助一起毀滅世界,機不可失!)

然後,太陽會變成一顆超新星,最終也許在巨大的額外質量之下成為一顆黑洞。

所以:

第七種情況:一滴水在黑洞上掉下來。

從開始讀這篇文章,你就該想到肯定會走到這一步的。

黑洞很沉。非常沉。它是如此之沉,以至於當別的物體落向它時,會釋放出巨大的引力勢能,足以產生大量的X射線。氫原子核聚變放出的能量只有它靜質量的0.7%,而物體落入黑洞裡放出的能量可以達到靜質量的百分之幾十。

和別的電離輻射相比,X射線算是殺傷力很低的了,譬如一次胸透帶來的終生癌症風險還不到百萬分之一(相比之下一個人正常過一輩子得癌症的概率就有三分之一)。但是黑洞帶來的X射線量極其巨大。低質量X射線雙星幾乎全部能量都以X射線形式釋放出來,所以往上滴一滴0.1克的正常水滴,近似相當於把水質量幾分之一轉化為等效能量,再把這些能量以X射線形式全打出去——這差不多是10^12焦耳。更糟的是,這些X射線能量較低,是穿透力有限的“軟”X射線,照進人體只需幾釐米就會幾乎被完全吸收。假如這麼多能量被一個人全吸收了,那麼足以把他汽化幾千遍;假如按照8戈瑞的“必死”輻射劑量估算,那麼這些X射線足夠殺死18億人。

(不要在意這個靈魂畫風,咱也不能跟諾蘭和索恩比是吧……)

是的,這就是一滴水從高處落下來,所能產生的最大殺傷力,需要的不過是一個黑洞在下面接著它。就算三體人的那個“水滴”能單挑整個地球艦隊,在這真正的水滴面前也不過是小巫見大巫。


盧巴克


第一種情況:水(僅限液態)在地球上不經人類任何干預而掉下來。

滿足這一情況,只能是降雨。

所謂降雨,就是高空雲層中凝結的小水滴,因為重力超過了氣流承載力,而落下來。氣流承載力並不很大,所以雨滴也沒辦法變得很大;就算有些雨滴能夠變得稍大一點,下落過程也會很容易讓它分崩離析。

其結果就是,雨滴很快就會因為空氣阻力而抵達所謂的“終末速度”——重力和阻力平衡,不會再加速。在密度和形狀不變的情況下,重力和長度三次方成正比,但阻力只和長度二次方成正比——所以粗略說來,越大的物體終末速度越快。雨滴直徑通常不過幾毫米,5毫米雨滴重量不過0.1克,終末速度大概在9-13米/秒,和自行車最大速度相當;再加上它只是液體,這點能量對人來說啥都幹不了。

第二種情況:水(物態不限)在地球上不經人類任何干預而掉下來。

在自然環境下,顯而易見的場景是冰雹。

雖然冰雹的形狀和密度其實和水滴相差無幾,但它有一個大優勢:硬。硬度保證了就算較大的冰雹下落過程裡也不會解體,還保證了它掉在你頭上的時候瞬間衝擊力比水大很多。大號冰雹直徑可以達到15釐米,重量達0.5千克,而落下來的時候其終末速度則可達到50米/秒以上(不過,因為碰撞和融化等原因,它不一定總能達到這個速度)。一塊0.5千克的冰塊,用手丟出去都能把人砸個不輕,何況以時速近兩百千米的速度撞擊人頭部呢?因冰雹而受傷甚至死亡的案例屢見不鮮,也不足為怪了。

第三種情況:水(液態雨滴大小)在沒有大氣層的地球上掉下來,不考慮蒸發。

從現在開始就不是無人類干涉的“自然”環境了,但原題也沒這要求對吧。

沒有大氣層又不計入蒸發的話,水滴終於可以實現真正的自由落體了。(如果考慮蒸發會怎樣?真空中水會立刻沸騰,但沸騰過程吸熱,結果是一部分蒸發掉、另一部分結成小冰塊,對於我們的結論沒有本質的區別。)它會一直加速,直到撞擊地面為止。如果它按照9.8米/秒^2的速度勻加速,那麼它想加到多快就有多快,別說幹掉一個人,就算殲滅整隻艦隊甚至毀滅地球也不在話下。誠然,稍有常識的人就會看出來永遠勻加速是不可能的——你不能突破光速。但這依然不影響我們獲得任意大的能量、毀滅任意大的星球和任意多的人。

不幸的是,我們限定了地球這個條件。離地球太遠,引力會變弱,加速度也會變小。其實牛頓早就證明了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,換言之,它的速度大約是11km/s,差不多是第二宇宙速度——事實上,它剛剛好就是第二宇宙速度,分毫不差。因為第二宇宙速度的定義就是地球表面物體逃逸到無窮遠處所需的速度,這兩個物理過程完全是等價的。換了任何別的物體,真空中向地球自由下落,最大速度也一定是這個值。

可不要小看這個速度。當水滴撞擊平面的時候,會遭受擠壓,邊緣的水就會以更快的速度向外擴散,產生激波。有論文模擬了水滴以0.5km/s的速度撞擊平面,結果向外擴散的水流速度高達6km/s,其力度足以打碎普通玻璃。現在我們的初始速度是它的20倍,其結果可想而知。

或者換一個角度,AK47子彈出膛動能大約是2千焦,而我們的水滴是它的三倍。水滴雖然不是硬的,但也沒什麼彈性,而且速度比子彈快得多得多,所以絕大部分能量會在短得多的時間裡傳遞給頭骨。重傷甚至死亡應該是妥妥的事兒。

第四種情況:水(液態大小不限)在有大氣層的地球上掉下來。

呼,大氣層回來了。但別高興得太早。

如果你從空中潑一桶水下去,那麼其殺傷力和一滴水沒有本質差異,因為氣流等因素會把這桶水再撕裂成水滴。但是如果你潑的是一遊泳池、一湖甚至一大海的水,那麼就沒有足夠的時間分散開來,其結果將是毀滅性的。

網絡漫畫xkcd的作者蘭道爾·門羅(Randall Monroe)曾經計算過,如果夏天一場暴雨的所有雨水化作一個大水滴,那麼這個水滴體積0.6立方千米,重量6億噸(差不多是所有人類加在一起的總重量)。這坨水如果從雲的正常高度落下來,那麼落地瞬間速度大概是200米/秒。落地點的空氣遭到強烈壓縮,產生瞬間高溫,足以讓地上的草燒起來——所幸下一瞬間就會有巨量的水將野火熄滅在萌芽中。如果你不幸站在這個地方,你遭受的水壓將會超過馬裡亞納海溝最深處。

你當然是死定了,但還沒完——記得上面提到的水滴撞擊時向四面八方產生的衝擊波嗎?現在方圓幾千米之內會什麼都不剩,二三十千米之內的建築也基本上都要玩完,再遠一點的地方可能會藉著地勢倖存——如果他們沒有被接下來的洪水沖走的話。

那麼問題來了:能不能再給力一點。

第五種情況:水(物態大小均不限)在有大氣層的地球上掉下來。

有請彗星君隆重登場。

嚴格說來彗星不全是冰,裡面還有不少固體塵埃物質——但雨滴和冰雹裡也有不少塵埃(不信來北京淋場雨)。而彗星的大小嘛,可就是動輒幾千米了。

當年舒梅克列維9號彗星被撕裂然後撞上木星的時候,最大一塊直徑大約2千米,速度約60千米/秒,撞出了一個大小相當於地球半徑的黑斑。6500萬年前一顆大約直徑10千米的小行星撞上了地球,造成了全球範圍內的集群滅絕,並且把恐龍全乾掉了。現在一顆普通彗星以相對較慢的速度(11千米/秒)掉下來,可能不至於那麼嚴重,但是炸平幾千平方千米、產生一個全球範圍核冬天、對人類經濟體系引發毀滅性打擊,差不多還是夠用的。

而我們已知的最大彗星,直徑可能有25千米,換言之其質量是舒梅克列維9號最大碎片的2000倍,就算速度是六分之一,總能量也有其50倍以上。

第六種情況:水在太陽上掉下來。

對於一個邪惡科學家而言,這才是真正的好戲開場。

假如不考慮太陽大氣和溫度,那麼水滴落到太陽上的最大速度是617.5千米/秒——同時也是太陽表面的“逃逸速度”。比地球大很多,人在上面也會死得慘很多,不過在上面的人反正也已經死了,無所謂啦。

但水落到太陽上,還有別的效果。和地球不同,太陽是個巨大的核反應爐,它的燃料是氫,維持爐體穩定的是壓力和引力的平衡。如果太陽變大了,引力就會佔優勢,讓太陽燃燒得更加猛烈、同時壽命也變得更短——而往上倒一氧化二氫,正好可以達成這一目的。

所以,如果我們往太陽上倒水,那麼它會變得更熱,距離它的終結也更近。

倒的水如果多一點,地球上就會出現極其明顯的溫室效應,農業系統和海岸居住區崩潰,整個人類社會陷入混亂。

如果再多一點,強烈陽光帶來的硅酸鹽風化會把越來越多的二氧化碳鎖在岩石圈裡不再流通,短期內可能會緩解瘋狂的溫室效應,但長期下來將意味著大氣二氧化碳無法維持碳三植物的存活,整個地球生態系統崩潰。

如果再多一點,碳四植物也將消亡。

如果再多一點,海洋的蒸發將失去平衡,大量水蒸氣滯留在大氣中加劇溫室效應,最終地球表面將成為潮溼大溫室,海洋全部消失。如果此時生命還沒有全部滅絕,也只能在極個別的地方苟延殘喘了。

繼續多下去,太陽就會加速前進,最終成為紅巨星把地球吞沒——如果沒有這些額外的氫,地球還有一定概率逃過一劫,但倒了這麼多水上去之後,這一命運就無可避免了。


單手開法拉利的9527


一滴水從高處自由落體下來砸死了一個人可能是這樣的:人沒有傷,但假髮砸下來了。

由於是陰天落雨,風也急刮數學式平衡一滴雨垂直落重量,因為保持速度與美感,第一滴完整的高空落雨就在一朵雲中發現了重要力學特點,按照一個直接抵達的目的地進行了千里設計,並完全不知下墜實為加強重力電流空氣的情況下迅速發展一滴雨的領域破繭而出的小小石頭打不過雞蛋。

一人正與大自然相處雨是天然小家子氣的撐起砸在泥土成就乾涸的大地需要節節階梯,高處僅為最後下重力的萬倍放大鏡頭分析點著了摩擦,這人成功交出了頭頂的假髮。

高雨垂直砸成功,風景成就蝴蝶破繭。

而最後沒有砸死人可能是這樣的:

一名長髮美美穩步走在傘下的陰天城市路,高雨還在找準天氣具備的條件形成爆發力,並彈飛距離產生的跋扈囂張似的一擊必中。

傘十里靜態,雨縱橫天地巔峰起力針一樣的輕重交錯雨水攜帶百萬穿透空氣阻力的美學設計模式的一落成箭,並迅雷不及掩耳一樣直衝向重力學額外的想象擴展補充小雨大力量。

雨只不足一秒就砸歪了傘,並壓了傘一秒後反彈成水珠落了地面有水花波動。

重雨頃刻間完成華麗麗轉身,美雨剎那間成就輝煌本色。

一滴雨還可以砸壞一棵小草的腰抖抖生命節拍,一滴雨可以送花朵趕往小舟來了,一滴雨還可以留住風景的三維立體是聲張。

高雨重達噸位,一名攝影者拍到了火火火。


時間的文藝客


這個問題有兩個重點,我不知道題主是不是已經考慮了:1、一滴水,2、自由落體。





在現實中,在地球上,一滴水是不可能自由落體的,原因很簡單,因為有空氣阻力。當水滴在空氣中自由下落的時候,會受到空氣阻力,隨著速度增加阻力也會增加,當下落速度達到一個閾值,水滴的下落速度就會與空氣阻力達到平衡,自由下落過程不再加速,水滴會保持勻速下落,這個最終保持勻速的下落速度稱為終末速度,也就是水滴下落最終能達到的最高速度。在地面上這個終末速度大約是10m/s。也就是最終雨滴會以10m/s砸下來,跟博爾特差不多←_←而它只是一滴水……所以,死不了。



然而,題目說了是自由落體,這就不一樣了,實際情況是隻有在真空中水滴才能保持自由落體下落,也就是忽略空氣,這樣人不就憋死了嗎_(:D)∠)_但是憋死這個不應該是討論這問題時考慮的,所以我們就假設沒有空氣,人不會憋死的狀態下,水滴自由落體砸下來會怎樣。



答案是砸不下來,在真空中水會迅速揮發……但這種結果也不是回答這個問題時應該考慮的,所以我們繼續假設沒有空氣,水滴不會揮發,人不會憋死……結果是……水滴能把人都腦袋砸一個大窟窿,死得很安詳,沒有痛苦……因為太快了……

我們假設水滴從1000km高空下落,根據計算此高度下的重力加速度大約7.32m/s^2。


而到達地面時的重力加速度則為9.8m/s^2,這個變化過程不好計算,所以我直接用一個定值來計算了,取一個比較保守也比較好計算的值8m/s^2。




計算得到水滴在1000km高處自由落體到達地面時的終末速度為4000m/s即4km/s……

為了計算殺傷力,我們看看子彈的速度,最快的狙擊步槍出膛速度達到1km/s左右,但那是1km外依然能保持殺傷力的速度,所以我們還是拿近距離的來對比吧。



手槍的初速度越300m/s,跟音速差不多,足夠擊穿腦殼了。也就是水滴速度比手槍子彈快10倍以上。手槍彈頭重量約5g,水滴重量約0.5g,相差剛好約10倍。也就是說,水滴重量比子彈小10倍,速度比子彈大10倍,根據動能公式:


可以得出水滴的動能比子彈高5倍!雖然子彈的形狀更適合貫穿,但其實即使把子彈設計成球形,對著槍口也足夠把腦殼擊穿了。雖然水滴屬於流體,但由於速度太快了,流體變形產生的緩衝是非常有限的,水花還沒濺開,5倍於子彈的動能已經完全釋放了,砸破腦殼估計是毫無疑問的。


星宇飄零2099


哈哈,這是一個很有趣的問題。我們都知道,無論一滴水從多高處落下了,都不會砸死人的,但也許很少有人知道,高空落下的水滴連蚊子都砸不死。

這其實是水與空氣間的粘連作用引起的,也就是“空氣阻力”限制了水滴的下落速度。




沙沙狐狐


首先要說明的是,自由落體指的是常規物體只在重力作用的情況下,初速度為零的運動。這裡有兩個重點,一個是隻在重力作用下,另一個就是初速度為零。

只在重力作用下,這個的含義就是不考慮空氣阻力,這也就是說,自由落體是一種理想狀態下的運動。

初速度為零,也就是沒有初速度。

水滴達到一定速度只有,其表面壓強在自由落體中不用考慮變化,速度引起的壓強變化是由於空氣分子的影響。

通過上面的分析,相比大家可以看出來,水滴在自由落體中,達到的最大速度僅僅與高度有關。而且當水滴在很高的速度之下,也具有很好的能量,比如水槍切割等。

所以,個人覺得,如果一滴水從高處自由落體下來,會砸死一個人。


分享到:


相關文章: