理论上雨滴可以砸死人,可实际上却砸不死,为什么? 第一,雨不会砸伤人,主要是因

科普班的春夏天 2024-12-18 01:52:39

理论上雨滴可以砸死人,可实际上却砸不死,为什么? 第一,雨不会砸伤人,主要是因水大易容分离,当雨水在下落时受到重力加速作用,再加上遇到空气阻作,不断由大化小分离,最终成小雨粒,否则房子也被砸坏,冰泡就是一个很好的例子。另一方面,水珠是液态,没有硬度,所以砸不死人。如果换成固态的冰,那就可能砸死人了。 第二,雨滴从高空落下虽然理论上具有足够的速度和动能,但实际上并不会对人造成致命伤害。这主要是由于以下几个原因:①空气阻力的影响:雨滴在下落过程中会受到空气阻力的作用。随着速度的增加,空气阻力逐渐增大,最终达到一个稳定的速度,即终端速度。一般情况下,雨滴的终端速度不会超过10米/秒。由于雨滴的质量较小,即使以终端速度下落,其动量也有限,不足以对人体造成严重伤害。②雨滴的物理特性:雨滴通常呈球形,表面张力使其在撞击时容易变形甚至破碎,从而吸收部分冲击力。此外,雨滴在接近地面时,气流的影响会导致其形态变化,进一步降低对人体的冲击力。③人体的自我保护机制:人体皮肤和衣物可以提供一定的缓冲作用,吸收部分冲击力。同时,人的感知系统能够感知到即将发生的撞击,并采取躲避或防护措施,从而减少受伤的风险。④雨滴的大小和形状:较大的雨滴在下落过程中容易被空气阻力分裂成更小的雨滴,这些小雨滴的动能较小,不足以造成致命伤害。此外,较小的雨滴会使撞击面积更广,从而减少对人的伤害。⑤实验数据支持:实验数据显示,当雨滴的落速在6-8米/秒时,能够产生疼痛感,而接近20米/秒时,可能会产生头晕恶心等不适症状,但仍然不足以致命。 第三,那是因为雨滴质量小,空气阻力等于风阻系数乘以速度的平方,根据牛顿第二定律列出二阶常系数齐次线性微分方程,解出可知雨滴从天上滴下竖直方向上最终是做匀速直线运动的,再根据动量定理知道雨滴完全砸到人的时间,即可算出冲击力大小,由于冲击力太小了,所以人根本没事。 第四,主要是雨的介质是液体,液体的特点是宻度均匀易变形,硬点不高容易分散,与异物撞击就会变形分散平均受力点。另一方面,东西太轻,不重的话,无论多高掉落都不会有太大伤害。雨点这种东西从高处掉落,始终保持飘的力量,自然不会造成多大伤害。无论东西轻重,从高空掉落,都会因为重力而达到一定的加速,东西越轻,加速上限越小,东西越大,加速力量的上限就越大。 第五,雨滴下落实有一定的体积,也不是铁板一块。在重力加速度作用下,水滴一定是越来越细长,水滴的上面跟不上下面的速度,所以水滴被抻开和水滴会越来越小,等到地面时已经很小了,根本砸不死人。再举一个例子,水龙头打开水是成一条直线下落,随着下落的距离的增大,这条水线就会变细,变成水滴,水滴会越变越小,水滴距离也会变大,水滴从天上掉下来,就是水从水笼头出来了。 第六,雨点是液体,密度也不大,雨下落的速度还是不够,再加上空气阻力以及风的存在,雨滴做的不是纯粹的自由落体运动,所以到达地面的时候绝对速度不一定很大。而且风的作用把雨滴分割成更小或更细,同时也把雨滴的下落方向偏移,以致速度进一步降低。 第七,雨滴之所以砸不死人,那是因为雨滴由于本身表面张力的有关,再大都会因为张力不够,碎裂成小雨滴。另外,雨形成过程就是气流上升变冷,变为水,如果气流足够强,水的表面张力足够大,形成苹果大的雨也是可以的。举个例子,鸡蛋大的冰雹都能从云里落下来,可见上升气流的推力也可以推动那么大雨滴,可惜张力不够,雨滴碎了,所以人们说雨滴不能那么大理由是错的,不是漂泘力不够不能形成大雨滴。另一方面,冰雹是可以砸死人的。所以并不是雨滴速度不够,而是雨滴质量不够。之所以雨滴质量不够,就是它的表面张力不够,当助力大于张力,它就碎成小雨滴。 你觉得哪一个观点更有说服性?欢迎留下你客观的见解。

0 阅读:26
科普班的春夏天

科普班的春夏天

感谢大家的关注