物理思维:一滴水从一万米的高空落下,能不能砸死人?(3)

2023-05-01 来源:飞速影视
随着我的体积增加(单个小水滴的重量增加),终于打破了空气分子给我的碰撞力与重力的之间的平衡,这一刻我开始下落,就是大家口中所说的降雨。
在开始坠落的那一刻,垂直方向上,我受到的重力大于了来自空气分子碰撞的力量,运动速度从零开始加速,并且坠落的速度不断增加。这就是我在高空中发生的情况。

物理思维:一滴水从一万米的高空落下,能不能砸死人?


三、再次平衡
在下落的过程中,我会不断受到下方空气分子的阻挡,所以我就要把它们撞到一边去,才能降落到地面上。这些碰撞过程产生的力,就是空气阻力。
随着下落速度的增加,我在单位时间内撞开的空气分子数量急剧增加,换句话说,来自空气助力的影响以速度的平方呈现指数增加。
最后,来自空气的阻力,再次与重力达到一个平衡的状态。而此时的我,已经具备了一定的运动速度。按照牛顿第一定律,物体在不受外力,或者合外力为零的情况下,将保持原来的运动状态。所以,在降落到地面之前,在垂直方向表现出来的就是一种匀速直线运动状态。

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四、综合分析
从前面的介绍中大家可能看出来了,其实,不论我在上升、凝聚还是下降过程中,空气都起到了至关重要的作用。它们一直在参与并且扮演重要的角色。如果没有空气,我在成为自由的水分子之后不会上升,也不会发生其他方向的运动,而快速遇到其他小伙伴凝结成小水滴。
如果在一万米高空中的我,没有空气直接下落的话,当我到达地面时,我的速度将接近1.5倍音速,即使是只有一小滴(0.1毫升),即使不会致人死命,也会让人受到重创。正因为有了空气,才能够形成美丽的云和滋润大地的雨,而不是一颗颗致命的“子弹”。
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