楼主你的水枪哪能和我的比
有一个相当古老的段子是这么说的:
为了涨姿势,我加入一个物理博士群,见到有人问:一滴水从很高的地方落下来,会不会弄死人?
群里一下就热闹起来,各种公式,各种假设,各种阻力,重力,加速度的讨论。
一小时后我默默的问了一句:你们没有淋过雨吗?
群里,突然死一般的寂静……然后,然后我就被踢出群了……
显然这个段子只不过是用来嘲笑高学历人缺乏常识的。道理我懂了,但水从高处落下来,到底会发生什么呢?
第一种情况:水(仅限液态)在地球上不经人类任何干预而掉下来。
满足这一情况,只能是降雨。
所谓降雨,就是高空云层中凝结的小水滴,因为重力超过了气流承载力,而落下来。气流承载力并不很大,所以雨滴也没办法变得很大;就算有些雨滴能够变得稍大一点,下落过程也会很容易让它分崩离析。
其结果就是,雨滴很快就会因为空气阻力而抵达所谓的“终末速度”——重力和阻力平衡,不会再加速。在密度和形状不变的情况下,重力和长度三次方成正比,但阻力只和长度二次方成正比——所以粗略说来,越大的物体终末速度越快。雨滴直径通常不过几毫米,5毫米雨滴重量不过0.1克,终末速度大概在9-13米/秒,和自行车最大速度相当;再加上它只是液体,这点能量对人来说啥都干不了。
所以大家尽可嘲笑我花了三段来讲解最日常的常识——不过别得意太早,这篇文章才刚刚开始呢。
第二种情况:水(物态不限)在地球上不经人类任何干预而掉下来。
在自然环境下,显而易见的场景是冰雹。
虽然冰雹的形状和密度其实和水滴相差无几,但它有一个大优势:硬。硬度保证了就算较大的冰雹下落过程里也不会解体,还保证了它掉在你头上的时候瞬间冲击力比水大很多。大号冰雹直径可以达到15厘米,重量达0.5千克,而落下来的时候其终末速度则可达到50米/秒以上(不过,因为碰撞和融化等原因,它不一定总能达到这个速度)。一块0.5千克的冰块,用手丢出去都能把人砸个不轻,何况以时速近两百千米的速度撞击人头部呢?因冰雹而受伤甚至死亡的案例屡见不鲜,也不足为怪了。
其实还有一种更加可怕的场景,不过这里我要卖个关子,留待后面再说。
第三种情况:水(液态雨滴大小)在没有大气层的地球上掉下来,不考虑蒸发。
从现在开始就不是无人类干涉的“自然”环境了,但原题也没这要求对吧。
没有大气层又不计入蒸发的话,水滴终于可以实现真正的自由落体了。(如果考虑蒸发会怎样?真
有一个相当古老的段子是这么说的:
为了涨姿势,我加入一个物理博士群,见到有人问:一滴水从很高的地方落下来,会不会弄死人?
群里一下就热闹起来,各种公式,各种假设,各种阻力,重力,加速度的讨论。
一小时后我默默的问了一句:你们没有淋过雨吗?
群里,突然死一般的寂静……然后,然后我就被踢出群了……
显然这个段子只不过是用来嘲笑高学历人缺乏常识的。道理我懂了,但水从高处落下来,到底会发生什么呢?
第一种情况:水(仅限液态)在地球上不经人类任何干预而掉下来。
满足这一情况,只能是降雨。
所谓降雨,就是高空云层中凝结的小水滴,因为重力超过了气流承载力,而落下来。气流承载力并不很大,所以雨滴也没办法变得很大;就算有些雨滴能够变得稍大一点,下落过程也会很容易让它分崩离析。
其结果就是,雨滴很快就会因为空气阻力而抵达所谓的“终末速度”——重力和阻力平衡,不会再加速。在密度和形状不变的情况下,重力和长度三次方成正比,但阻力只和长度二次方成正比——所以粗略说来,越大的物体终末速度越快。雨滴直径通常不过几毫米,5毫米雨滴重量不过0.1克,终末速度大概在9-13米/秒,和自行车最大速度相当;再加上它只是液体,这点能量对人来说啥都干不了。
所以大家尽可嘲笑我花了三段来讲解最日常的常识——不过别得意太早,这篇文章才刚刚开始呢。
第二种情况:水(物态不限)在地球上不经人类任何干预而掉下来。
在自然环境下,显而易见的场景是冰雹。
虽然冰雹的形状和密度其实和水滴相差无几,但它有一个大优势:硬。硬度保证了就算较大的冰雹下落过程里也不会解体,还保证了它掉在你头上的时候瞬间冲击力比水大很多。大号冰雹直径可以达到15厘米,重量达0.5千克,而落下来的时候其终末速度则可达到50米/秒以上(不过,因为碰撞和融化等原因,它不一定总能达到这个速度)。一块0.5千克的冰块,用手丢出去都能把人砸个不轻,何况以时速近两百千米的速度撞击人头部呢?因冰雹而受伤甚至死亡的案例屡见不鲜,也不足为怪了。
其实还有一种更加可怕的场景,不过这里我要卖个关子,留待后面再说。
第三种情况:水(液态雨滴大小)在没有大气层的地球上掉下来,不考虑蒸发。
从现在开始就不是无人类干涉的“自然”环境了,但原题也没这要求对吧。
没有大气层又不计入蒸发的话,水滴终于可以实现真正的自由落体了。(如果考虑蒸发会怎样?真