螞蟻從萬米高空掉下來,會不會摔死?

飛天小旋風


咱們應該都聽過一個段子,一個普通人誤入博士群,發現一群博士正在討論:一滴雨滴從萬米的高空中墜落,會砸死人嗎?

然後普通人說了一句:你們沒有淋過雨嗎?瞬間群裡一片寂靜。

這個段子本來是嘲笑博士生沒有生活常識,但實際上,雨滴之所以從萬米高空墜落不會砸死人,是一道非常難的題目,而這個問題,實際上和“螞蟻從萬米高空掉下來,會不會摔死?”很相似。

螞蟻的墜落速度

如果不考慮空氣阻力等因素,那麼螞蟻從萬米高空墜落的自由落體速度為 ,其中g=9.8m/s^2,為了取值方便,我們可以寫成:10m/s^2,那麼螞蟻自由落體的速度為v^2=2*10m/s^2*10000。速度v約等於447m/s,比磁懸浮的最快速度還快一點。

從這個公式可以看出,在不考慮空氣阻力的因素下,螞蟻從高空中墜落的速度非常快,足以摔死螞蟻。

然而事實上,螞蟻即使從萬米高空墜落到地球上,也不會被摔死,之所以理論和現實不符是因為:我們沒有考慮到空氣阻力。

螞蟻真正的速度應該是:重力加速度-空氣阻力。這個速度,在流體動力學中,有一個專門的公式來計算——終端速度。

在流體動力學中,終端速度又叫沉降速度,這個速度可以用公式來計算:

其中:Vt代表著終端速度,m代表質量,g為重力加速度=10m/s^2,Cd為阻力系數,P為物體落下時的空氣密度,A為物體的投影面積。

我們假設,螞蟻的質量為1g,投影面積為1cm^2,空氣密度約為1.2250千克每立方米(實際上高空比這更低),而空氣阻力又可以用公式F=(1/2)CρSV^2 來計算。

將以上數字帶入到公式中,我們可以發現螞蟻落下的終端速度非常低,低到還不如風的速度,也就是說,一陣風吹過,就可能將螞蟻吹向更高的地方。

所以螞蟻從萬米高空中摔下來並不會死。而雨滴之所以從萬米高空中落下不會砸傷人,也是因為雨滴的終端速度很小,大約只有1.8米/秒,這個速度對螞蟻來說幾乎不會產生任何傷害。

事實上,由於空氣阻力的存在,螞蟻從萬米高空墜下和從百米高空墜下的速度區別不大,而且由於螞蟻質量小,所以螞蟻在下落的過程中幾乎不會加速墜落,而是在下落的過程中較為勻速。

雨滴的質量雖然比螞蟻大,但雨滴的質量終歸有限,再加上雨滴在下落的過程中,會因為與空氣摩擦產生熱量,會導致雨滴中部分水分子被蒸發,然後凝結在周圍水分子周圍。

但如果雨滴的質量足夠大,仍會導致出現砸傷人事件,比如:冰雹。

螞蟻從萬米高空掉下來,會死嗎?

雖然螞蟻從萬米高空掉下來不會摔死,但大概率也會死亡。

我們知道,地球上有70%左右的面積是海洋,只有30%是陸地。而螞蟻從萬米高空墜落的過程中,由於風力作用,再加上各種氣流的影響,會導致螞蟻墜落的地點無法固定,有較大的概率會落入到海洋、河流、湖泊等螞蟻無法生存的地方。

再者,萬米高空的溫度非常低,我們知道,理論上地球上海拔每升高1000米,氣溫下降6攝氏度,一萬米會下降60度。雖然這只是個理論值,但是還把10000米的溫度絕對是很低的。如果螞蟻不能抵禦如此低溫環境,那麼螞蟻很有可能會被凍死。

其次,高空環境下氧氣也非常單薄,如果螞蟻的呼吸需要氧氣參與,那麼氧氣因素也有可能導致螞蟻死亡。

最後,螞蟻的降落速度非常慢,再加上風力作用、氣流影響等各種因素,導致螞蟻從萬米高空降落到地面需要足夠長的時間,時間長到有可能螞蟻在降落的途中餓死。

總結以上因素,螞蟻如果從萬米高空落下來,不一定會摔死,但可能會因為各種原因而在空中死亡。當然具體情況要做實驗才有信服力,目前這些只是猜測。


鍾銘聊科學


這是個很有意思的問題,因為人類不用說萬米高空,10米摔下就足以致命了。那麼小小的螞蟻從萬米高空摔下會不會被摔死呢?這牽扯到兩個物理點-加速和阻力。下面,我們就來認真的解答一下這個有意思的問題。

自由落體的速度

自由落體就是說從初始速度0開始的一個高空向下的運動,而地球是有重力的,所以從高空跳下,會受到地球重力的影響,所以物體的運動軌跡是向著地球方向的。

一般情況下,如果自由落地的高度小於6371千米(地球的半徑),物體受重力的影響是不會變的,也就是說重力加速度的變化非常小,我們一般取10米每秒左右,我們習慣用g來表示重力加速度。

而自由落體有一個公式-V=gt,V就是速度,而g則是重力加速度,t則是自由落體的時間。也就是說物體從高處落下的速度是與時間成正比的,這也就是為什麼從高處跳下速度會越來越快的原因。

但是,這個公式沒有考慮到空氣阻力的問題,只是一個完美環境中的公式。實際上,人從萬米高空落下,速度會增加,但是當下降的速度與空氣阻力到了一個平衡點時,人的速度不再會增加,而是維持在一個速度上不變,這個速度大約在200公里每小時左右。也就是說無論人從多高的地方跳下,下降的速度最多也就是200公里每小時。

螞蟻從萬米高空跳下的速度

在許多人的想象中,物體的重量越大,下落的速度會越快。這其實是不科學的,伽利略定律告訴我們,同形狀體積下,不同質量的兩個物體從高空拋下,落地的時間是一樣的,也就是說在下落的過程中,它們的速度是一樣的。也就是說能夠影響速度的,只有下落物體的大小。

按照上面的公式看,在完美的環境下,螞蟻的速度會一直增加。但是由於螞蟻的體型非常的小,僅有不足1釐米,和人的 體型更是差了上千倍,也就是說螞蟻的表重比比人類要小很多,所以螞蟻的下降速度比人要慢一些。

但是,即使慢一些,對於小小的螞蟻來說拍向地面也是致命的。那麼它為什麼會摔不死呢?因為,我們忽略了一個重要的點,那就是空氣阻力。

空氣阻力和浮力

螞蟻的體重僅有40毫克左右,而且相對來說,螞蟻身體的密度比較小,而密度與阻力又是相反的關係,也就說密度越大阻力越小,密度越小阻力越大。

而螞蟻的身體幾乎是中空的狀態,所以,在落體是,空氣對它的阻力是非常的大的,這與加速度正好相反。由於螞蟻很輕,所以加速度也比人類要慢非常的多,再加上身體密度小,空氣阻力大,因此,在下落的過程中,對於螞蟻來說,很輕鬆的就找到了加速度與阻力的平衡點。

再加上,空氣與水一樣都具有浮力,阻力加浮力要遠大於加速度的數值。

國外一位科學家曾經對螞蟻做過一個實驗,它從10釐米高的地方到30米高的地方不斷的變換高度扔下螞蟻,這種高度相當於人站在八樓的樓頂到人站在8000米左右高度的高處,實驗的結果如出一轍,螞蟻無論從多高的地方摔下都安然無恙,最後經過縝密的研究發現,螞蟻的加速度標準是10釐米,超過10釐米後,無論多高,螞蟻都不會因此而加快速度。

甚至隨著高度的升高,螞蟻的速度會由於空氣浮力和阻力的關係有所減少。

因此,螞蟻的自由落體並不會隨著高度的升高而增加危險,這也是它為什麼從萬米高空摔下都摔不死的主要原因。甚至在獵奇君看來,體重僅有不足半克的螞蟻放在萬米高空,它很有可能在上面落不下來,最後被餓死(開個玩笑哈)。


獵奇動物社


螞蟻種類多,重量輕,除了蟻后最重的只有0,0幾克。螞蟻是節肢昆蟲,不是實體昆蟲,在萬米高空,地球引力對它不起作用,螞蟻是掉不下來的。

螞蟻上了萬米高空,脫離了地球引力,成了飛蟲。它可以在高空中自由飛翔。

它可以飛進天宮去一飽七仙女的方容,還可以幫七仙女帶話給董永。如果趕上七夕節,它還可以去鵲橋親眼目睹牛郎與織女相會的感人場面。它還可以飛到月球上去,爬到常娥姐姐的枕頭上去與常娥同床共枕。

螞蟻在天空玩膩了,想到地球的風俗要落葉歸根,想回地球靠它自己是不行的。穿過平穩層還有對流層,穿過對流層還有大氣層,幾經折騰就會粉身碎骨。只有去月球幫張果老砍樹,利用樹木作為它的降落器,才能安全回到地球。

我們不要小看螞蟻的力量。一群白螞蟻幾年可以啃吃掉一座高樓大廈。它到月球上去讓張果老在外面用刀砍,它進樹心去用嘴啃,兩面夾擊,要不了幾年就把樹砍倒,然後它六隻腳抱住樹枝,直接降落到地球上。就是掉到海上,也可把樹當作船隻,安全著陸。

只是螞蟻會不會知道自己的壽命超不過200天,要是幾年把樹啃不倒,只有老死在月球上了。



凝解


螞蟻從萬米高空掉下來不會摔死,但是會死於其他原因。

為什麼螞蟻從萬米高空掉下來不會摔死?

萬米高空處的重力加速度大約為9.78米每平方秒。如果螞蟻以自由落體方式(忽略空氣阻力和浮力)落向地面,即使初速度為0,螞蟻下落時速度不斷增加,那麼螞蟻撞擊地面時的速度將會非常快,結果必死無疑。

若還考慮其他因素,結果就不同了。螞蟻很小,重量很輕,不到50毫克,也就是0.05克。中型雨滴的平均重量差不多和一隻螞蟻的重量相當,不過雨滴是從幾千米的高空落下來的。



萬米高空的空氣密度僅為地面的1/3。螞蟻在空氣中會受到空氣浮力影響。當螞蟻從萬米高空掉向地面時,螞蟻會受到空氣阻力的影響,而且螞蟻的速度越快,空氣對螞蟻產生的阻力也就越大。

空氣浮力和空氣阻力的作用方向與重力的作用方向相反,當螞蟻的下落速度達到一定數值時,螞蟻受到的浮力和阻力合力與重力會保持平衡,那麼螞蟻的下落速度就不會再繼續增加了,螞蟻將會以勻速落至地面。其實,人從高空落下來,經過一段時間的加速後也會達到平衡狀態,只不過人達到平衡狀態時的速度非常快,人從100米的地方掉下來就死翹翹了。



由此可見,螞蟻撞向地面時速度並不會太快。螞蟻從萬米高空掉下來,與10米高的地方掉下來效果是一樣的。螞蟻本身由於特殊的身體結構,能夠承受很大的衝擊力,因此螞蟻並不會被摔死。

那螞蟻會怎麼死?

萬米高空不僅空氣密度小,溫度也非常低,在海拔1萬米的高度溫度為零下50攝氏度,這麼低的溫度,螞蟻根本承受不了,很有可能會凍死。此外,螞蟻還有可能會死於其他原因。


如圖所示,不同海拔高度對應的溫度和空氣密度。


科學探索菌


我覺得吧,要麼是餓死了,要麼是渴死了,估計掉不下來[捂臉][捂臉][捂臉][捂臉]



小飛俠歸來2019


這個不用我說,相信大家都知道答案。那就是螞蟻從萬米高空中落下,理論上並不會被摔死。



這點從我們的日常經驗上就可以得出答案,一個物體越輕,落地時速度越慢,收到的衝擊力越弱。小時候我們經常會逮到各種小蟲子,包括螞蟻,把它們從高空扔下來,但我們都會發現,這些個頭小、質量輕的小蟲子們並不會被摔死。不論我們怎麼弄,它們都好像完全沒事死的。但是假如我們仍的是一個人,那可想而知掉落到地上會有多疼。



說到底,這個問題的關鍵就是一個衝擊力的問題。決定我們落到地上受傷程度的關鍵指標就是衝擊力。衝擊力和速度正相關,速度越大,衝擊力越大。當速度達到一定程度,可以直接致死。一個人從二樓掉下來可能會受傷,但是從10樓掉下基本必死無疑。關鍵就是從十樓掉下來時,落地速度太快,收到的衝擊力過高。



那麼落地速度和什麼相關呢?和一個物體的形狀以及質量有關。形狀和這個物體收到的阻力大小有關,質量決定這個物體下落的速度。假如物體形狀像降落傘,那麼無疑物體收到的阻力就很大,下落的速度就會慢。而如果物體的質量很小,比如螞蟻,那麼它的重力就很小;而阻力和物體的速度成反比,所以螞蟻只要很小的下降速度就會產生足夠平衡螞蟻自身重力的阻力。也就是說,螞蟻下落的速度很低,根本不會產生足夠的衝擊力導致自身損傷。



假如我們把螞蟻綁在一個很重的鐵球上讓其從1萬米下落,那麼我想螞蟻肯定必死無疑。


科學探秘頻道


會,會餓死!



文清涵


物質從高空往下跳落,是重力勢能轉化為動能的一個過程,動能的增加必然是物質速度的增加,當瞬間落地時速度衰減瞬間到達0,必然導致物質結構受到損傷(排除結構原因可使速度轉化方向)。

重力勢能無時無刻不在做功

螞蟻從萬米高空下落,如果不考慮空氣阻力與風力的影響,也就是做自由落地運動,可以計算出螞蟻到達地面的速度是多少,落地時間是多少。

d=gt^2/2

將下落高度d=10000m,重力加速度g=9.807m/s^2代入公式得出t=46s;

那麼v=gt=46×9.807=451m/S,可以看出時速超過了100km/h.

可以想象,如果此時不是一個螞蟻,而是一個尖銳的東西,451m/S的速度可以擊穿我們的身體。對於螞蟻來說,以這個速度下落螞蟻撞擊在地面上必死無疑。

但是螞蟻的形狀比較特別,且質量較小,自然受到空氣阻力及其他的力(四周風力)的作用比較大。

首先,我們要看1萬米高的空間自上往下的空氣分佈。萬米高空正好完全處在地球大氣層的平流層,這一距離的大氣層空氣對流相對穩定,但是也會受到四周風力的影響。

地球大氣結構

大氣層自上而下的空氣密度在在逐步變大,也就是說受到的空氣阻力越來越大,如果不考慮側向風力的影響,只考慮空氣阻力和重力的影響的話。那麼通過簡單的空氣阻力方程可知,F=ρv^2CA/2

其中,F表示向上的空氣阻力,v表示物體的及時速度,A表示在運動方向上的投影面積,C是阻力系數,這是一個無量綱數,通俗的說就是需要特事特辦,根據下落物體具體的形狀,光滑度,姿勢等等。

在這種情況下,螞蟻摔死的可能性也會變得大大縮小,但是也無法判斷掌握螞蟻會不會被摔死。

下面是情況更為複雜的,不僅僅螞蟻收到重力及空氣阻力,還有側向不定向的風力影響,我們可以把螞蟻想象成一個稍大的鵝毛,鵝毛在空中下落的過程中可能在快要落地的時候颳了一股風而使鵝毛又再次上升到一定高度。

螞蟻重力遠遠小於阻力

在這種情況下,可以看出,螞蟻何時能夠落地,落在何處都不得而知。除此之外,螞蟻的落地速度也毫無預測性。但是螞蟻在受到這些力的作用下,摔死的可能性已經變得非常小了。


徐曉亞然


這個問題想都不用想,毫無疑問螞蟻從萬米高空掉下是不會摔死的。因為螞蟻太小太輕了。

打個比方,老鼠和螞蟻兩個物體。對著螞蟻吹一口氣,螞蟻肯定被吹跑了。但是對著老鼠吹一口氣,老鼠肯定是紋絲未動。

所以螞蟻從萬米高空落下,肯定會隨著空氣的流動和阻力來回飄動,緩慢下降。而老鼠從萬米高空落下,由於自身重量肯定會垂直下降,所以老鼠必死無疑,而螞蟻如同有古代的輕功一樣,不會死。

古代的武俠為什麼要練輕功,就是為了飛簷走壁,從高處落下而不會摔傷,螞蟻雖然不會飛,但是卻具備身體非常輕的天然優勢。


遠山的呼喚


很肯定的告訴你不會,但不排除會被餓死渴死。



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