咱们应该都听过一个段子,一个普通人误入博士群,发现一群博士正在评论:一滴雨滴从万米的高空中掉落,会砸死人吗?
然后普通人说了一句:你们没有淋过雨吗?瞬间群里一片幽静。
这个段子本来是讪笑博士生没有日子知识,但实际上,雨滴之所以从万米高空掉落不会砸死人,是一道十分难的标题,而这样的一个问题,实际上和“蚂蚁从万米高空掉下来,会不会摔死?”很类似。
蚂蚁的掉落速度
假如不考虑空气阻力等要素,那么蚂蚁从万米高空掉落的自由落体速度为
,其间g=9.8m/s^2,为了取值便利,咱们咱们能够写成:10m/s^2,那么蚂蚁自由落体的速度为v^2=2*10m/s^2*10000。速度v约等于447m/s,比磁悬浮的最快速度还快一点。
从这个公式能够精确的看出,在不考虑空气阻力的要素下,蚂蚁从高空中掉落的速度十分快,足以摔死蚂蚁。
可是事实上,蚂蚁即便从万米高空掉落到地球上,也不会被摔死,之所以理论和实际不符是由于:咱们没有考虑到空气阻力。
蚂蚁真实的速度应该是:重力加快度-空气阻力。这个速度,在流体动力学中,有一个专门的公式来核算——终端速度。
在流体动力学中,终端速度又名沉降速度,这个速度能够用公式来核算:
其间:Vt代表着终端速度,m代表质量,g为重力加快度=10m/s^2,Cd为阻力系数,P为物体落下时的空气密度,A为物体的投影面积。
咱们假定,蚂蚁的质量为1g,投影面积为1cm^2,空气密度约为1.2250千克每立方米(实际上高空比这更低),而空气阻力又能够用公式F=(1/2)CρSV^2 来核算。
将以上数字带入到公式中,咱们咱们能够发现蚂蚁落下的终端速度十分低,低到还不如风的速度,也就是说,一阵风吹过,就或许将蚂蚁吹向更高的当地。
所以蚂蚁从万米高空中摔下来并不会死。而雨滴之所以从万米高空中落下不会砸伤人,也是由于雨滴的终端速度很小,大约只要1.8米/秒,这个速度对蚂蚁来说简直不会发生任何损伤。
事实上,由于空气阻力的存在,蚂蚁从万米高空坠下和从百米高空坠下的速度差异不大,并且由于蚂蚁质量小,所以蚂蚁在下落的过程中简直不会加快掉落,而是在下落的过程中较为匀速。
雨滴的质量尽管比蚂蚁大,但雨滴的质量终归有限,再加上雨滴在下落的过程中,会由于与空气冲突发生热量,会导致雨滴中部分水分子被蒸腾,然后凝结在周围水分子周围。
但假如雨滴的质量满足大,仍会导致呈现砸伤人事情,比方:冰雹。
蚂蚁从万米高空掉下来,会死吗?
尽管蚂蚁从万米高空掉下来不会摔死,但大概率也会逝世。
咱们咱们都知道,地球上有70%左右的面积是海洋,只要30%是陆地。而蚂蚁从万米高空掉落的过程中,由于风力效果,再加上各种气流的影响,会导致蚂蚁掉落的地址无法固定,有较大的概率会落入到海洋、河流、湖泊等蚂蚁无法生计的当地。
再者,万米高空的温度十分低,咱们咱们都知道,理论上地球上海拔每升高1000米,气温下降6摄氏度,一万米会下降60度。尽管这仅仅个理论值,可是还把10000米的温度肯定是很低的。假如蚂蚁不能抵挡如此低温环境,那么蚂蚁很有必定的概率会被冻死。
其次,高空环境下氧气也十分单薄,假如蚂蚁的呼吸需求氧气参加,那么氧气要素也有必定的或许导致蚂蚁逝世。
最终,蚂蚁的下降速度十分慢,再加上风力效果、气流影响等各种要素,导致蚂蚁从万米高空下降到地上需求满足长的时刻,时刻长到有或许蚂蚁在下降的途中饿死。
总结以上要素,蚂蚁假如从万米高空落下来,不必定会摔死,但或许会由于各种原因而在空中逝世。当然详细情况要做试验才有服气力,现在这些仅仅猜想。