向马里亚纳海沟扔一块砖头,需要多久才能沉到海底?( 三 )

然而在马里亚纳海沟的底部 , 物体所受到的压力大约相当于地表的1100倍 。 这样大的压力是一个什么样的概念呢?这就好比在陆地上 , 我们被200辆卡车压着的感觉 。 在如此巨大的压力之下 , 马里亚纳海沟的水的密度大约会增加5%~6% , 不会超过1100Kg/m³ 。 而普通砖的密度都在1800Kg/m³以上 , 随着深度的增加 , 海水会将砖的体积压缩的更小 , 密度也会更大 。 所以 , 砖是可以沉到海底的 , 由于表面受力均匀 , 砖也不大可能会被压碎 。

那砖头沉到马里亚纳海沟底部需要多久呢?在海水中 , 砖主要受到三个力的作用 , 重力 , 海水对它的浮力 , 下降过程中海水对砖头的摩擦阻力 。 其中 , 砖的重力我们可以认为是恒定的 , 即G=mg , 其中m是砖头的质量 , g是重力加速度 。 F(浮)=ρgV , 其中ρ为海水的密度 , V为砖头的体积 , g同上 。 而海水的摩擦阻力F(阻)=1/2ρv²SCd , 其中v为砖头的终端速度 , S为砖头的摩擦面积 , Cd为阻力系数 。

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