探讨一个基础的疑问：在涉及空气阻力的条件下，一个物体从空中坠落会历经何种过程呢？
我们以足球为例子，此球体将受到两种力的作用：重力与阻力。重力源自足球本身的重量，它是恒定不变的；而阻力则来源于空气的摩擦，其大小在图解中有明确标注，即Fd。
空气阻力的具体数值，大家无需过于纠结，只需明白一点：物体在空气中移动的速度愈快，所受到的空气阻力也就愈大。
有过高速驾驶体验的朋友们或许都有这样的体验：车速一旦过高，油耗就会显著增加，这正是由于高速时巨大的空气阻力所致（当然，低速时油耗也高是因为发动机未能在最佳状态下工作）。
因此，一个坠落的物体会经历如下两个阶段：
首先是第一阶段，物体速度尚慢，此时重力大于空气阻力，物体将持续加速，直到速度增至一定程度，阻力与重力平衡；
随后进入第二阶段，因阻力与重力相等，物体将保持恒定速度行驶，不再加速。
换言之，在足够的高度下，物体的最终下落速度将是恒定的，无论其初始高度是一万米还是两万米，如蚂蚁这样的小型生物从这样高度下落，其最终着地速度是相同的。甚至，蚂蚁从十万米高空下落与从仅十米的树梢落下，结果亦然。
这种稳定状态下的速度，我们称之为“终极速度”。在这一速度下，空气阻力与重力达到平衡。
我们再探讨一下蚂蚁落地的场景。
如前所述，物体受到的阻力不仅与速度相关，还与物体的横截面大小有关——降落伞便是通过增大横截面来制造更大的空气阻力。
对于具有相同形状的物体，例如球体，其阻力将随直径的平方而增加——假设直径为1时，小球的阻力为1，那么当直径加倍为2时，阻力则增至4。
而物体的重力与物体的哪个属性相关呢？答案是：体积。还是以小球为例，若直径为1时，小球的重力为1，那么直径为2时，重力则增至8。
细心的朋友可能已经发现，小球体积增大一倍，重力变为8，而阻力仅为4，这种不平衡会引发什么效果呢？
没错，问题的焦点就在于此。随着小球体积的增大，它需要更高的速度以使得空气阻力与重力平衡，这意味着，小球越大，其终极速度越大；小球越小，终极速度越小。
例如云朵，它们虽然重量巨大，却能悬浮在空中，原因就在于云主要由微小的水滴构成，这些微小水滴的重力可能最终速度仅有每小时零点几毫米，而空气的热对流足以支撑它们，从而阻止云朵下坠。
回到蚂蚁的问题上，由于蚂蚁体积微小，其终极速度相应也很低。
蚂蚁的体积细小，物质密度也不算高，因此在自由落体过程中，其终极速度极低，并在极短的时间内达到，因此蚂蚁不论是从万米高空还是仅10米的树梢落下，撞击地面的速度实际上并无太大区别。
故此，你只需将蚂蚁从高处投下，观察其是否存活，即可得知其从万米高空坠落是否能存活。
当然，高空环境复杂多变，诸如温度极低可能将蚂蚁冻僵（高空的低温环境），或者遭遇不稳定气流将蚂蚁吹落至海中溺亡等情况均有可能，然而，因撞击地面而导致蚂蚁死亡的可能性微乎其微。
热门跟贴