一滴水从5km高空坠落伤害有多大?

蘇焱枫


一滴水从五千米的高空落下来,基本上没有什么伤害。我们平常下雨的云层,高度一般在2000米以下,下雨时雨滴落到地面的速度也就是8-9米每秒。这么点速度我们根本就感觉不到雨滴的力度。不过即便把雨滴形成的高度升高3倍,达到5000米,雨滴的落地速度仍然会是8-9米每秒,仍然没有什么伤害。除非是雨滴一直对着某个地方下,形成水滴石穿的持续效应。

这里可能有人要问了,为何雨滴高度升高后下落到地面的速度没有变化呢?按照重力加速度计算,越高的物体落地时速度不是越大吗?

确实是这样,但是我们不能忽略空气阻力啊!物体在大气中高速运动的时候,其受到的阻力和其速度的平方呈正比。所以说,当雨滴达到8-9米每秒的时候,基本上就是阻力和重力平衡的时候,雨滴就不会加速了。所以,一般情况下,雨滴最大的速度也就是9米每秒。如果没有空气阻力,即便是2000米高度的雨滴,其速度也会达到20米/秒。而如果是5000米,速度将会达到31.6米/秒。可以说,这个速度几乎相当于高速路上汽车的速度了,那就有点恐怖了。不过还好,有空气阻力,雨滴的速度更本不可能达到那么大。

所以说,不论高度有多高,雨滴的速度和2000米的时候一样,我们还是感觉像下雨一样。故而,一滴水从5000米高空落下来,没有什么危害。


科学探秘频道


看到这个问题,想到一个冷笑话。一个群里很多人在讨论一滴雨在什么情况下能砸死人(大致就是这个意思),群里面讨论很热烈,包括博士生学历的群主也参与讨论,通过速度,加速度,摩擦力等各种参数进行分析。

最后一个人说了一句话:难道你们都没淋过雨吗?

群里顿时鸦雀无声,相当尴尬,最后说话的人倍踢出群了!

玩笑归玩笑,也能反应出很多问题!首先,我们知道天上的雨是不会砸死人的,对人体也几乎不会带来任何伤害。

因为,普通降雨云层一般的高度在2000米左右,而雨滴在这个高度下落到地面的速度一般也只有每秒8-9米,这个速度的雨滴携带的动能很小,只有3焦耳左右,对我们人类几乎没有任何影响!

为何2000米高度的雨滴落到地面速度只有9米每秒呢?这是因为雨滴的下降过程并不是自由落体,而是先加速,之后开始匀速运动。因为存在着空气摩擦力,当摩擦力与水滴重力平衡时,雨滴就不再加速,这个速度基本会维持在9米每秒左右!

不过,确实有更好的雨云层,比如5000米,不过即使如此高度,也并不意味着雨滴下落到地面的速度会更快,因为雨滴在速度达到9米每秒时基本上会一直保持这个速度,重力已经和摩擦力保持平衡了,所以不会一直加速!

最后说一点,即使没有任何摩擦力,也并不意味着一直会加速至超光速。比如距离地球无穷远处一个物体被地球引力作用下落,最终到达地球的速度并不会超过光速,事实上会远低于光速,这个速度只有11.2千米每秒(理想条件),正好是第二宇宙速度,这不是巧合,而是必然!


宇宙探索


一滴水大概重0.05g,也就是0.00005kg。从地面到5km之间的重力加速度几乎不变,在这里就取9.8m/s²。

一滴水从5km的高空掉到地面的能量E=mgh。

把数据代入得到E=5×10⁻⁵×9.8×5×10³=2.45J

这个能量大概相当于60W的灯泡照0.041秒所释放的能量。

根据功能关系还能计算出水滴的速度,

mgh=½mv²,推出水滴的速度大概为313m/s。

动量p=mv=0.01565kg*m/s

假设水滴砸到人的时间为0.001s

根据冲量公式Ft=mv,得到F=15.65N,这个力不足以伤害人的头,如果再算上空气阻力这个力会更小的多。


牛因斯坦


1、 一滴雨的能量

雨滴有大小,夏季暴雨的时候,雨滴较大,质量约0.05g,落地速度约8-9m/s。因此,撞击的动能有2.03e-3J。这个动能是非常小的。再来看下5000m的高空,其动能为零,势能为2.5J,虽然势能的绝对值依然非常小,但是相比于撞击动能,有近千倍的差异。根据能量守恒,高处的势能转化为动能。那么这部分少了的能量全部用来克服空气阻力做功了。雨滴在下降的过程中,除了重力作用外,还有空气阻力的作用。

2、伤害性的判断

虽然撞击的动能仅仅才2.03mJ,对于人体是不可能产生伤害的。但是,不同的物体,强弱程度不同。假如遇到非常弱的物体,又比较的脆。雨滴在撞击的过程中,由于互相接触产生撞击应力。如果物体非常非常的弱,雨滴的撞击应力已经超过了其承受极限,比如嫩豆腐,那么这块豆腐就会被雨滴打烂。

3、长期的伤害

水滴石穿的故事说明,长期的滴水,也可以伤害其他较强的物体。这个作用机理并不是依靠撞击力直接撞开物体,而更多的是依靠水的摩擦,持续地磨掉石头表面。

4、总结

由于空气阻力的影响,一滴水对人体的伤害可以忽略。

一滴水从五千米的高空落下来,基本上没有什么伤害。我们平常下雨的云层,高度一般在2000米以下,下雨时雨滴落到地面的速度也就是8-9米每秒。这么点速度我们根本就感觉不到雨滴的力度。不过即便把雨滴形成的高度升高3倍,达到5000米,雨滴的落地速度仍然会是8-9米每秒,仍然没有什么伤害。除非是雨滴一直对着某个地方下,形成水滴石穿的持续效应。

这里可能有人要问了,为何雨滴高度升高后下落到地面的速度没有变化呢?按照重力加速度计算,越高的物体落地时速度不是越大吗?

确实是这样,但是我们不能忽略空气阻力啊!物体在大气中高速运动的时候,其受到的阻力和其速度的平方呈正比。所以说,当雨滴达到8-9米每秒的时候,基本上就是阻力和重力平衡的时候,雨滴就不会加速了。所以,一般情况下,雨滴最大的速度也就是9米每秒。如果没有空气阻力,即便是2000米高度的雨滴,其速度也会达到20米/秒。而如果是5000米,速度将会达到31.6米/秒。可以说,这个速度几乎相当于高速路上汽车的速度了,那就有点恐怖了。不过还好,有空气阻力,雨滴的速度更本不可能达到那么大。所以说,不论高度有多高,雨滴的速度和2000米的时候一样,我们还是感觉像下雨一样。故而,一滴水从5000米高空落下来,没有什么危害。


Null君主


一滴水从5km高空坠落伤害有多大? 一滴水从5km高空坠落时,受到重力作用,不断加速度,到落地时候砸到人会有造成什么样的伤害?

由网友 烟花易冷40755 提供的答案:

你们讨论的真热闹,没有淋过雨吗?没经历过冰雹 吗?

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冰雹都只是疼一下,一帮蛋疼的在这讨论水滴!


十年书虫推书


一滴水从5000未高度落下会发生什么?

一滴水从高空落下,它所经过的流动空气层会很快的把这滴水解散。而成为许多的小水滴,最后被上升气流吹起,继续解体成为雾状,被热气流升腾,回到雲雾中去。

这就是一滴水的故事。

如果云层较低,就会以许多小滴的形势落到地面。

这就叫下雨了。

每天天空都在从复着这样的故事,比如在高山上一阵雨过去,山脚下却没有下雨,就是因为雨没有落到山脚下的能力。

山脚下的上升气流会腾起这片小水滴区域而不能落下,而回到高空中。


宝树白石


淋过雨的朋友们应该会知道雨滴的伤害究竟有多大。严格来讲,这取决于雨滴的重量和被撞物体的强弱程度。

1、 一滴雨的能量

雨滴有大小,夏季暴雨的时候,雨滴较大,质量约0.05g,落地速度约8-9m/s。因此,撞击的动能有2.03e-3J。这个动能是非常小的。再来看下5000m的高空,其动能为零,势能为2.5J,虽然势能的绝对值依然非常小,但是相比于撞击动能,有近千倍的差异。根据能量守恒,高处的势能转化为动能。那么这部分少了的能量全部用来克服空气阻力做功了。雨滴在下降的过程中,除了重力作用外,还有空气阻力的作用。

2、伤害性的判断

虽然撞击的动能仅仅才2.03mJ,对于人体是不可能产生伤害的。但是,不同的物体,强弱程度不同。假如遇到非常弱的物体,又比较的脆。雨滴在撞击的过程中,由于互相接触产生撞击应力。如果物体非常非常的弱,雨滴的撞击应力已经超过了其承受极限,比如嫩豆腐,那么这块豆腐就会被雨滴打烂。

3、长期的伤害

水滴石穿的故事说明,长期的滴水,也可以伤害其他较强的物体。这个作用机理并不是依靠撞击力直接撞开物体,而更多的是依靠水的摩擦,持续地磨掉石头表面。

4、总结

由于空气阻力的影响,一滴水对人体的伤害可以忽略。

一滴水从五千米的高空落下来,基本上没有什么伤害。我们平常下雨的云层,高度一般在2000米以下,下雨时雨滴落到地面的速度也就是8-9米每秒。这么点速度我们根本就感觉不到雨滴的力度。不过即便把雨滴形成的高度升高3倍,达到5000米,雨滴的落地速度仍然会是8-9米每秒,仍然没有什么伤害。除非是雨滴一直对着某个地方下,形成水滴石穿的持续效应。

这里可能有人要问了,为何雨滴高度升高后下落到地面的速度没有变化呢?按照重力加速度计算,越高的物体落地时速度不是越大吗?

确实是这样,但是我们不能忽略空气阻力啊!物体在大气中高速运动的时候,其受到的阻力和其速度的平方呈正比。所以说,当雨滴达到8-9米每秒的时候,基本上就是阻力和重力平衡的时候,雨滴就不会加速了。所以,一般情况下,雨滴最大的速度也就是9米每秒。如果没有空气阻力,即便是2000米高度的雨滴,其速度也会达到20米/秒。而如果是5000米,速度将会达到31.6米/秒。可以说,这个速度几乎相当于高速路上汽车的速度了,那就有点恐怖了。不过还好,有空气阻力,雨滴的速度更本不可能达到那么大。所以说,不论高度有多高,雨滴的速度和2000米的时候一样,我们还是感觉像下雨一样。故而,一滴水从5000米高空落下来,没有什么危害。


初夏染指忧伤151113280


下雨的时候你浇一个小时就知道了


剑盘侠


下面我将从三个方面对这滴水的能量进行一次评估分析:

01 假设不考虑空气阻力

在不考虑空气阻力、风速、太阳光的照射蒸发等因素的影响,5000米高处滴落的水将按照自由落体进行持续加速。

按照理想状态下物理模型计算:

假设人身高为1米8,雨从5000米高处落下,遵循自由落体时的速度公式:2gs=v^2

则由此可计算出雨滴到人头上时速度约为:

V=[2×9.8×(5000-1.8)]^(1/2)=313m/s

正常民航飞机的时速大约为800公里每小时,约合222m/s,可见雨滴最终的速度其实比飞机快的多,好在雨滴实在太小,否则这个速度对人其实是非常致命的。

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02 考虑阻力、蒸发等因素

实际情况中,当雨滴下落时,会受到多方面因素的影响。

其一是阻力的影响。我们知道,当物体额速度越快时,阻力越大,所以当雨滴降落速到加速到一定数值时空气阻力就会成指数倍增加,最终达到重力和阻力的相对平衡,使得雨滴处于不再加速的匀速状态。5000高空降落下的雨其实和正常2000米下落额雨的最终速度是一样的,约为10m/s,打在人身上基本没什么感觉。

其二是蒸发的影响。由于雨滴在下落过程中阻力是逐渐变大的,水与空气的摩擦会加速水滴的温度上升及蒸发,也就是说刚开始的雨滴假设0.1g,最终落到地上后就只有0.001g了。

其三是阳光的影响。继续上面这个思路,假设这0.1g的雨滴在下落时正好阳光充足,很可能在没有落到地面上的时候可能就已经被蒸发干净了,人无法察觉到雨滴的存在。

其四是风的影响。假设雨滴下落过程中受到冷空气的影响凝结成冰,下落后就以冰雹的形式砸落到人身上,很多地区的冰雹像鸡蛋一样大小,这其实是有一定杀伤力的。

03 人从5000米高空掉到水中将会怎么样呢?

虽然5000米高空的水滴下落后对人的影响微乎其微,但人从5000米高空坠落到水中那就是必死无疑了。

人的重力较大,远大于空气阻力,可以将阻力忽略掉,所以从高空坠落时一直处于加速状态。

可计算出人从5000米落下时的终末速度:

V=[2×9.8×(5000-1.8)]^(1/2)=313m/s

这就相当于人直接撞击在正在行驶的飞机上,粉身碎骨在所难免。这也就是为什么高空跳水项目都把跳台设置在20米以下了。

目前世界高空跳水且无伤的最高纪录是美国一个名叫乔·伊根的男子在佛罗里达州东部的马丁县展览会上创造的,他从一个24.4米高的跳台上纵身跳入了底下一个至少5.5米深的圆形水池中,这已经是在不会对人体造成伤害的情况下,所能达到的最高跳水高度。

04 结论

综上所述,在理想环境下,5000米高空的雨滴会对人造成致命伤害,但在真实环境中由于受到空气阻力的影响,5000米高空滴落的水滴并不会对人造成任何伤害。但是假设将两者的位置互调,人从5000米高空掉到水中将会是粉身碎骨的悲剧。

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雨滴在空气中飞行会解体,真空中飞行会蒸发殆尽,没有杀伤力。

如果是一滴冰晶在真空中飞行就好算了。

动能=重力势能=mgh=0.00004*10*5000=2焦耳,能量很小。

速度=根号下2倍gh=根号下100000约为300米/秒。轻小物体具有这个速度不会太致命,碰到人体会瞬间减速停止,仅仅是很疼,杀伤力类似弹弓打钢珠100m/s,

跟复合弓射箭200m/s,手枪打子弹400m/s没法比。

不过即便是弹弓,打苹果打西瓜可都是贯穿伤哦,所以下冰雹的时候一定要躲一躲。


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