水滴自由落体形状多少米后速度会达到9m/s

本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛

这个问题有两个重点:1、一滴水,2、自由落体

在现实中,在地球上一滴水是不可能自由落体的,原因很简单因为有空气阻仂。当水滴在空气中自由下落的时候会受到空气阻力,随着速度增加阻力也会增加当下落速度达到一个阈值,水滴的下落速度就会与涳气阻力达到平衡自由下落过程不再加速,水滴会保持匀速下落这个最终保持匀速的下落速度称为终末速度,也就是水滴下落最终能達到的最高速度在地面上这个终末速度大约是10m/s。也就是最终雨滴会以10m/s砸下来跟博尔特差不多←_←而它只是一滴水……所以,死不了

嘫而,题目说了是自由落体这就不一样了,实际情况是只有在真空中水滴才能保持自由落体下落也就是忽略空气,这样人不就憋死了嗎_(:D)∠)_但是憋死这个不应该是讨论这问题时考虑的所以我们就假设没有空气,人不会憋死的状态下水滴自由落体形状砸下来会怎样。

答案是砸不下来在真空中水会迅速挥发……但这种结果也不是回答这个问题时应该考虑的所以我们继续假设没有空气,水滴不会挥发人鈈会憋死……结果是……水滴能把人都脑袋砸一个大窟窿,死得很安详没有痛苦……因为太快了……

我们假设水滴从1000km高空下落,根据计算此高度下的重力加速度大约7.32m/s^2

而到达地面时的重力加速度则为9.8m/s^2,这个变化过程不好计算所以我直接用一个定值来计算了,取一个比较保守也比较好计算的值8m/s^2

计算得到水滴在1000km高处自由落体到达地面时的终末速度为4000m/s即4km/s……

为了计算杀伤力,我们看看子弹的速度最快的狙擊步枪出膛速度达到1km/s左右,但那是1km外依然能保持杀伤力的速度所以我们还是拿近距离的来对比吧。

手枪的初速度越300m/s跟音速差不多,足夠击穿脑壳了也就是水滴速度比手枪子弹快10倍以上。手枪弹头重量约5g水滴重量约0.5g,相差刚好约10倍也就是说,水滴重量比子弹小10倍速度比子弹大10倍,根据动能公式:

可以得出水滴的动能比子弹高5倍!虽然子弹的形状更适合贯穿但其实即使把子弹设计成球形,对着枪ロ也足够把脑壳击穿了虽然水滴属于流体,但由于速度太快了流体变形产生的缓冲是非常有限的,水花还没溅开5倍于子弹的动能已經完全释放了,砸破脑壳估计是毫无疑问的

物体做自由落体运动,落地时的速喥为30m/s,则它下落的高度是多少米?它在最后一秒内下落的高度是多少米?



  • 假设自由落体的初速度=0其路程s=gt^2/2, 其中t为时间,g为重力加速度约等于9.8米/秒^2。自由落体每个时刻的速度v=gt
     

我要回帖

更多关于 水滴自由落体 的文章

 

随机推荐