你有没有过这样的疑问?一滴水从万米高空掉下来,能把人砸死吗?
很多人觉得这是天方夜谭,但其实背后藏着实打实的物理真相,看完你就会明白其中的门道。
如果一滴水从一万米高度无阻力自由落体,没有任何空气阻碍,落地速度会达到443米每秒。
这个速度是什么概念?普通手枪的子弹初速度大概就是400到500米每秒。
也就是说,无阻力的水滴和子弹一样,具备强大的杀伤力,真砸到人绝对不是小事,轻则受伤,重则致命。
但现实中我们从来不会遇到这种情况,因为雨滴下落的时候,根本躲不开空气阻力的影响。
雨滴从云层落下的过程中,会受到不断增大的空气阻力,一开始下落的时候,速度比较慢,重力大于阻力,雨滴会持续加速。
随着速度越来越快,空气阻力也跟着变大,直到阻力和重力完全平衡,此时雨滴的速度不再增加,进入稳定的匀速下落状态,这个速度就叫做收尾速度。
这个收尾速度有具体的计算公式,大约是90乘以雨滴直径的平方根,平时我们遇到的雨滴,直径大多在1毫米到6毫米之间。
举个例子,毛毛雨的雨滴直径大概1毫米,收尾速度只有3米每秒,和普通人走路的速度差不多,大雨的雨滴直径能到6毫米,收尾速度也不过7米每秒,比骑自行车的速度还慢一点。
这么慢的速度,砸在身上就和被轻风吹了一下差不多,根本造不成任何伤害,这也是为什么我们从来没见过有人被雨砸死的原因。
要是雨滴变成冰雹,情况就完全不一样了,冰雹的形成需要强烈的对流天气,和普通雨滴不一样,冰雹在下落过程中会不断凝结水汽,体积可以长得很大。
大的冰雹直径能达到10厘米,比手掌还大,按照收尾速度的公式计算,这种冰雹的下落速度能到28米每秒,相当于每小时100公里的车速,接近市区汽车的限速。
这么快的速度砸到人,很容易造成头部重伤、骨折,甚至直接危及生命,所以我们在遇到冰雹天气的时候,一定要及时躲到安全的地方。
平时我们觉得雨滴轻飘飘的,根本没什么威力,但没想到背后藏着这么多物理学细节。
原来不是雨滴不想砸死人,而是空气阻力帮我们挡住了大部分杀伤力,只有换成冰雹这种“强化版”的水滴,才会带来危险,看完才明白,看似普通的自然现象,背后居然有这么多值得深究的知识。
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