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一滴水从5km高空坠落伤害有多大?

2020-08-10 16:01阅读(130)

一滴水从5km高空坠落伤害有多大?一滴水从5km高空坠落时,受到重力作用,不断加速度,到落地时候砸到人会有造成什么样的伤害?:淋过雨的同学应该会知道雨滴的伤

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淋过雨的同学应该会知道雨滴的伤害究竟有多大。严格来讲,这取决于雨滴的重量和被撞物体的强弱程度。


1、 一滴雨的能量

雨滴有大小,夏季暴雨的时候,雨滴较大,质量约0.05g,落地速度约8-9m/s。因此,撞击的动能有2.03e-3J。这个动能是非常小的。


再来看下5000m的高空,其动能为零,势能为2.5J,虽然势能的绝对值依然非常小,但是相比于撞击动能,有近千倍的差异。


根据能量守恒,高处的势能转化为动能。那么这部分少了的能量全部用来克服空气阻力做功了。雨滴在下降的过程中,除了重力作用外,还有空气阻力的作用。


2、伤害性的判断

虽然撞击的动能仅仅才2.03mJ,对于人体是不可能产生伤害的。但是,不同的物体,强弱程度不同。假如遇到非常弱的物体,又比较的脆。雨滴在撞击的过程中,由于互相接触产生撞击应力。如果物体非常非常的弱,雨滴的撞击应力已经超过了其承受极限,比如嫩豆腐,那么这块豆腐就会被雨滴打烂。


3、长期的伤害

水滴石穿的故事说明,长期的滴水,也可以伤害其他较强的物体。这个作用机理并不是依靠撞击力直接撞开物体,而更多的是依靠水的摩擦,持续地磨掉石头表面。


4、总结

由于空气阻力的影响,一滴水对人体的伤害可以忽略。

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看到这个问题,想到一个冷笑话。一个群里很多人在讨论一滴雨在什么情况下能砸死人(大致就是这个意思),群里面讨论很热烈,包括博士生学历的群主也参与讨论,通过速度,加速度,摩擦力等各种参数进行分析。

最后一个人说了一句话:难道你们都没淋过雨吗?

群里顿时鸦雀无声,相当尴尬,最后说话的人倍踢出群了!

玩笑归玩笑,也能反应出很多问题!首先,我们知道天上的雨是不会砸死人的,对人体也几乎不会带来任何伤害。

因为,普通降雨云层一般的高度在2000米左右,而雨滴在这个高度下落到地面的速度一般也只有每秒8-9米,这个速度的雨滴携带的动能很小,只有3焦耳左右,对我们人类几乎没有任何影响!

为何2000米高度的雨滴落到地面速度只有9米每秒呢?这是因为雨滴的下降过程并不是自由落体,而是先加速,之后开始匀速运动。因为存在着空气摩擦力,当摩擦力与水滴重力平衡时,雨滴就不再加速,这个速度基本会维持在9米每秒左右!

不过,确实有更好的雨云层,比如5000米,不过即使如此高度,也并不意味着雨滴下落到地面的速度会更快,因为雨滴在速度达到9米每秒时基本上会一直保持这个速度,重力已经和摩擦力保持平衡了,所以不会一直加速!

最后说一点,即使没有任何摩擦力,也并不意味着一直会加速至超光速。比如距离地球无穷远处一个物体被地球引力作用下落,最终到达地球的速度并不会超过光速,事实上会远低于光速,这个速度只有11.2千米每秒(理想条件),正好是第二宇宙速度,这不是巧合,而是必然!

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老妪只上过两年小学,没学过物理学,也弄不清楚什么是重力加速度。其计算公式更加不知晓!

我只是听到过一个成语叫做:滴水穿石。因为我很清楚,石块确实比人的脑袋硬的太多,所以我第一个反应就是:一滴水从五千米高空坠落到人头上,是足以造成一个很严重的脑贯穿伤的!

转念一想,我如此回答确实不妥。因为去年夏天的时候,我出门时忘记了“饱带干粮、睛带伞??”这句俗语,在乡间的小路上淋了一场大暴雨,除了把头发、衣服淋湿了,并没有造成脑外伤或脑震荡,更没有发生脑洞大开的悲惨景象。

俗话说:耳听为虚,眼见为实。很多滴雨水从高空坠落在我身上,并没有对我造成任何损伤。

为什么会得出两种截然不同的结论呢?我苦思冥想了一天后,才弄明白了“滴水穿石”这个成语还有另外的附加条件,那就是“水”必须要持之以恒地滴下去,并且要专注地永远滴在一个点上。我现在终于想明白了,如释重负,所以可以自信而确凿地答复题主:一滴水从五千米的高空坠落,砸到人身上不会造成什么伤害,最多只可以在干燥的浮土上,溅起一个小而浅的窝窝坑而已!










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一滴水从五千米的高空落下,最严重时,可以砸死一个人,会认为不可能,事实是可能的。,正常情况下是一滴雨水,啥事没有。如果赶巧是一个极端天气,也能造成不小的危害。

五千米高空中,水滴会结冰,下降过程中如果正好不碰到形成冰雹的云层,水滴会很快棸集,形成一个比鸡蛋大的区大冰雹,不砸谁脑袋上,也会受到伤害。

如果是在真空中,雨滴是自由落体,落地时间为t,s=1/2*gt2,得t=30秒,速度V==gt=300,如果水滴以每秒三百米的速度砸到身上,也会麻辣辣的疼。

因此,在不同的条件下,造成不同的后果。正常情况下,小雨滴一枚啥事没有。

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一位在大学里扫厕所的大妈不小心加入一个博士群里。

有人提问:一滴水从很高很高的地方自由落体下来,砸到人会不会把人砸伤?

群里一下子就热闹起来,各种公式、各种假设、各种阻力、重力加速度的计算,足足讨论了一个多小时也没算出个结果。

这时大妈弱弱地问了一句:你们没有淋过雨吗?

群里突然死一般的寂静……,然后大妈就被踢出群了。[捂脸][捂脸][捂脸]

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早已蒸发的无影无踪。

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一滴水从五千米的高空落下来,基本上没有什么伤害。我们平常下雨的云层,高度一般在2000米以下,下雨时雨滴落到地面的速度也就是8-9米每秒。这么点速度我们根本就感觉不到雨滴的力度。不过即便把雨滴形成的高度升高3倍,达到5000米,雨滴的落地速度仍然会是8-9米每秒,仍然没有什么伤害。除非是雨滴一直对着某个地方下,形成水滴石穿的持续效应。

这里可能有人要问了,为何雨滴高度升高后下落到地面的速度没有变化呢?按照重力加速度计算,越高的物体落地时速度不是越大吗?

确实是这样,但是我们不能忽略空气阻力啊!物体在大气中高速运动的时候,其受到的阻力和其速度的平方呈正比。所以说,当雨滴达到8-9米每秒的时候,基本上就是阻力和重力平衡的时候,雨滴就不会加速了。所以,一般情况下,雨滴最大的速度也就是9米每秒。如果没有空气阻力,即便是2000米高度的雨滴,其速度也会达到20米/秒。而如果是5000米,速度将会达到31.6米/秒。可以说,这个速度几乎相当于高速路上汽车的速度了,那就有点恐怖了。不过还好,有空气阻力,雨滴的速度更本不可能达到那么大。

所以说,不论高度有多高,雨滴的速度和2000米的时候一样,我们还是感觉像下雨一样。故而,一滴水从5000米高空落下来,没有什么危害。

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雨滴就象千万个伞兵,从空中跳下来,安全地降落在地面上。——小学生好词好句摘抄

雨滴落在平静的水面上,激起一圈圈的涟漪。——小学生好词好句摘抄

你们没有淋过雨吗?——小学生问

小学生还没开始学物理,只是看到了雨下落到地面的正常现象,他并不知道,这滴雨,从高空坠落到底经历了什么。

在高空的雨滴,受到重力影响开始向下坠落时,初始加速度为g, 重力为G=mg, m为雨滴的质量。

下落过程中,雨滴受到空气阻力的影响。

空气阻力的公式:F=(1/2)CρSV2。计算式中:C为空气阻力系数;ρ为空气密度;S物体迎风面积;V为物体与空气的相对运动速度。

雨滴开始向下加速运动,随着速度V的增加,它所受阻力F也在增加,等到雨滴所受阻力F等于重力G时,根据牛顿第二定律,加速度a=(G-F)/m, 最后加速度为零。

这时雨滴受力平衡,也具有了一定速度。根据牛顿第一定律(惯性定律),雨滴将保持这个状态,继续向下做匀速直线运动。

一滴水直径不过几毫米,重量不过0.1g。雨滴在下落过程中能获得的最大速度十分缓慢(毛毛雨的直径0.5毫米的小雨滴的终末速度约2米每秒,暴雨的直径5.5毫米的大雨滴的终末速度约8~9米每秒,历史最大级的雨滴终末速度约13米每秒),以雨滴这么小的质量,加上是液体,所以对人不会造成什么伤害。


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一滴水从5km高空坠落伤害有多大?

先来说说下雨吧。

雨水是由积雨云形成的,云在地球的对流层(高度在12000米以下)中国上空的云一般在五千米至八千米之间,所以雨也在这么高落下。

雨滴有大有小。

雨滴受到的空气阻力和雨滴的速度成正相关。随着雨滴的下落速度增加,空气阻力越来越大,最终与重力相平衡,之后就匀速下落了。所以如果高度已经足够高使雨滴在落地前就能达到平衡,那再提高高度也并不能提高速度了。同时,雨滴在下落的过程中,与空气摩擦,也会蒸发掉一部分水分。

动能=1/2*质量*速度*速度。一滴雨滴的动能很小,因为质量小,落到人身上时速度也不是很大,所以不会砸死人了。

给你讲个笑话:

一位大妈误加入一个博士群里。有人提问:一滴水从很高很高的地方自由落体下来,砸到人会不会砸伤或砸死?

群里一下就热闹起来,各种公式,各种假设,各种阻力,重力,加速度的计算,足足讨论了近一个小时。这时大妈默默问了一句:你们没有淋过雨吗?

群里突然死一般的寂静……然后,然后大妈就被踢出群了。

知识可以给你带来更多思考方式,但是经验可以让你更快地解决问题。

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随风潜入夜,润物细无声。