机械发明爱好者
冲击断裂正好是我的科研方向。飞机上掉落的螺丝，即使考虑的空气摩擦力，达到地面后也具有着非常巨大的能量。这个螺丝钉撞击地面，能直接穿透而入。对人体，也能穿入，直到遇到硬骨骼。下面，我们通过计算，来详细分析一下。
1、下落阶段分析
螺丝钉一般都是钢铁，密度约7800kg/m3，体积较小，质量约2-20g，这里我们取5g。
飞机上掉落螺丝，对于螺丝来讲，具备了飞机前行的初速度v，同时竖直方向自由落体。螺丝钉受重力和空气阻力的共同作用，如上图。为了便于分析，我们取两个方向：
- 水平方向：初速度为v，水平方向只有空气阻力，与v的平方成正比。阻力对螺丝起减速作用，时间足够的情况下，水平方向速度可以最终减为零。水平方向的阻力也随速度的减小而急剧减小。
- 竖直方向：初速度为零，受重力和阻力共同作用。刚开始，速度较小，阻力也小，螺丝做加速运动。随着速度的增加，阻力越来越大，直至与重力平衡，此时速度不在增加，竖直方向作匀速运动。
飞机正常飞行高度约10000m，正常巡航速度约220m/s。假如忽略空气阻力，1万米高空掉落的物体经过45s后坠地，坠地速度竖直方向为443m/s。这个撞击速度显然过大，实际空气阻力不可忽视。据了解，一般的撞击速度都在200m/s左右。为了方便分析，在这里就取撞击速度竖直方向200m/s，水平方向已减速到零。
2、撞击阶段分析
以水泥地为例，其弹性模量约4e4MPa，泊松比取0.2，抗压极限取40MPa，密度3000kg/m3。在这里，为了节省时间，不考虑塑性以后的情况，仅以最大应力最为材料损伤断裂的判据，实际的损伤断裂远比这复杂的多。
建立1/4模型，如图所示。撞击过程非常短暂，因此设置计算时间0.1s。接触部位不考虑摩擦。
经过计算，实际的撞击时间非常短暂，约1.5e-5s后就会反弹。这里没有设置损伤断裂，所以不会穿透，只会反弹。
首先看下位移结果：可以很明显的看到，撞击点的位移向下，并随时间往外扩散，位移最大值约5e-4m。
应力结果如上图：无论对于螺丝还是水泥，大部分都处于零应力状态。由于网格的问题，应力值显示的不是十分准确，但是其数量级在64GPa，远超水泥地和螺丝的极限应力。所以，此时两者之一肯定有一个先发生破坏。作为脆性的水泥地，受压易碎。而韧性的螺丝确怎么都压不坏。(韧性材料只能压扁，不会压碎)。因此，水泥地必然首先发生破坏。
3、本计算的不足之处
-
冲击载荷会让材料的力学性能发生变化，与静载荷的力学参数值完全不一样。在冲击载荷的作用下，材料更加容易发生破坏。本次计算未考虑加载速度对材料力学性能的影响。
显而易见，螺丝与水泥，两者的弹性模量不在一个数量级上，螺丝相对于水泥可以设置成刚体。本次计算未设置刚体，造成水泥应力云图不明显，对网格要求更大。
撞击速度缺乏计算依据，没有办法，找不到数据来源。所以，只能以一个大概的数值200m/s计算。这个速度对于大型物体差不多，但是对于小体积物体，阻力更小，这个速度可能会更大。
4、总结
下雨的时候，雨滴不会砸死人。这是因为雨滴的空气阻力的作用，其速度较快的也只有9m/s左右。螺丝要比雨滴重多了，空气阻力的影响并没有雨滴那么明显，所以其撞击速度要远大与雨滴。
- 螺丝从万米高空坠落，与水泥地发生撞击，在1.5e-5s的时间内，完成减速。根据动量守恒，足以看出撞击力有多大，水泥地必定首先发生破坏。
- 既然能撞穿水泥，那么对于肉体而言，也是轻而易举。仔细想想，一把普通手枪，子弹的速度约300m/s左右，它能射穿人体。那么高空坠落的螺丝钉，凭啥不能击穿人体？
力学Nerd王小胖
如果飞机上掉下一颗螺丝，那就是从上万米的高空直接坠下，产生的冲击力你可能无法想象，因为平时根本没有机会感受到，假如真的那么幸运，那么我估计没有机会在这里听我们说道这个事情了，肯定会直接击穿颅骨，致人死亡。
案例分析
- 这个问题应该归类为物理学概念，学过物理的人都知道，这就近似于自由落体运动，虽然刚开始掉落速度是零，随着下降高度的增加，产生的冲击力足以砸破你的头顶，可以直接致人死亡。
- 飞机的飞行高度一般在万米左右，那么依据h=1/2at2，可以知道落地时间大概在50s左右，至地面的速度大概是在500m/s。
![]()
- 接着是冲量定理，FT=mv，假设一颗20g的小螺丝，由于冲击瞬间作用的时间非常短，可能只有零点零几秒，那么产生的螺丝冲击力也有可能达到上千牛顿，也就是可能产生类似于上百公斤的冲击力，有什么不能击穿，还怀疑不会致死吗？
- 如果螺丝的质量更大，那破坏力更厉害，不可想象。就类似于飞鸟撞击飞机的效果。虽然小鸟很小，但是撞击飞机丝毫不显得弱小，而且破坏的力量足以让你咋舌。
![]()
所以不要小看东西小，在特定的环境下它的威力也或是巨大的，只是像我们一样，它需要一个展示的平台而已。
股灵精道
这个问题说实话也是脑洞类的题，因为每次飞行前对于飞机的检查都是很详细的，所以不太需要过于担心这个问题，但假设真有飞机上掉下一颗螺丝，落到地上有多大的破坏力呢？
建立模型
首先我们需要建立这样一个模型，假设飞机在平流层（8000米高空）的飞行过程中（取一般民航客机的平均速度900公里/小时）落下一颗螺丝，查了下其重量大约在20几克，我们直接取20克，也就是0.02KG，不考虑空气阻力，这颗螺丝会以250米/秒的初速度从8000高空开始做平抛运动。
开始计算
因为我们忽略了空气阻力，所以要算产生多大破坏力，就算螺丝落到地方时所具有的动能为多大即可。将平抛运动分解为水平匀速运动，以及竖直自由落体运动。计算竖直方向的末速度为：
V=gt (1)
S=gt^2 (2)
g=9.8米/秒^2
联立（1）（2）式代入数值，可得Ｖ竖直=280米/秒。
又因为水平为匀速运动所以：
Ｖ合^2=Ｖ平^2+V竖^2
代入数值可得Ｖ合=375.37米/秒，知道了螺丝的末速度所以其具有的动能为：Ek=1/2mv^2=1409焦耳。
大家可能对这个数字没有多大的感触，举个例子对比下即可：一颗5.4的子弹的动能仅仅只有243焦耳！这意味着这颗螺丝具有的动能大概是子弹的6倍左右！那么你可以想象砸到人身上是什么概念了吧！当然这只是一个非常粗略的计算，如果不忽视空气阻力的话，其动能肯定会比这小，但即使再小其产生的威力也相当于子弹！这也从侧面说明为什么说不能开车时从窗子扔东西。
好了，回答就到这里了，如果发现有疏漏的地方欢迎留言指出！！
小科姐说
如果飞机上掉下一枚螺钉，我想接下来离飞机解体不远了，砸向你的可不止螺钉啊。
1988年4月28日，一架阿罗哈航空243号波音737客机，在夏威夷7000米的高空，因客舱门处焊接蒙板的铆钉生锈，致使机身蒙皮开裂一小段，飞行过程中，舱顶被瞬间撕裂，飞机失压，一空姐被吸出飞机，经过惊魂10分钟安全降落，乘客不同程度受伤，堪称史上最惊魂的航班。
2007年8月20日，中华航空120号班机降落日本冲绳机场后发生爆炸，只因降落过程中机翼一枚螺钉被震落，掉落到缝翼滑行轨道，飞机滑行过程中收起缝翼，迫使其穿透邮箱，引发燃烧，发生爆炸。
所以说，飞机掉螺钉，可不是螺钉有多大的冲击力，而是飞机面临坠毁。
还有2002年5月25日中国台湾一架飞机在飞往香港途中，因一条处在蒙皮底下的裂缝，而在高空瞬间解体的事。
爱学习化学课堂
刚到轰定干戈
手机用户14323455767
这个问题不能不考虑环境影响。速度不会无限上涨，需要考虑空气阻力，会不会砸死人，这很难说，实际环境太复杂。
再说，这个问题有点杞人忧天
无观时间
有人被哥伦比亚航天飞机的碎片砸死的吗，小概率事件而已
大脚汽车
这是一个屁疵疵的问题，首先，飞机高度，速度，风向，空气湿度未知，螺丁质量，体积，形状未知，地面是土地，湿土地，沙漠，沼泽，水泥地，地面是否有覆盖物，树林，石头未知。来，小便，你给我一个标准答案！
追风275789831
这要看这颗螺丝有多重了。根据牛顿第二定律加上飞机速度飞机所处的高度，粗略算一下，就是十几克也足能击穿一两毫米厚的普通钢板。我想击穿颅骨也不会有什么问题吧。
