一大滴水从1000米的高空落下,能不能砸伤人?为什么?

文章图片

文章图片

文章图片

文章图片
下雨的时候 , 数不清的雨滴会从2000-5000米的高空落向地面 , 如果没有避雨和工具 , 人会被成千上万个雨滴给砸中 , 但是除了可能会因为失温而感冒外 , 雨滴对人是没有损伤的 , 所以 , 一滴水从1000米的高空掉下来 , 是砸不死人的 。
【一大滴水从1000米的高空落下,能不能砸伤人?为什么?】不过 , 如果一滴水的速度足够的快或者是水滴足够大 , 人是能被砸穿或者砸伤的 , 不然水切割就不会被应用、高空抛物也不会被禁止 。 那么 , 为何一滴水从千米的高空降落达不到砸伤或者砸穿人的速度呢?又为什么水滴不能大到可以伤人的地步呢?我们一起来了解一下 。
从降雨中看水滴的变化过程
上面我们说过 , 几千米的高空掉落的水滴要想伤人 , 要么足够大 , 要么足够快 , 但事实上 , 从高空掉落的水滴不可能达到能伤人的大小 , 因为它们会在空中发生变化 , 这一点我们从降雨的过程就可以看出来了 。
雨是由地面上蒸发的水蒸气逐渐地在高空遇冷凝结成小水滴 , 小水滴大量聚集后形成了云 , 当云中的水到达一定的质量后 , 就会下落最终形成了雨 。
在雨刚刚脱离云层时 , 由于水的聚集作用 , 所以雨滴是非常大的 , 但是 , 在逐渐下降的过程中 , 大雨滴会受到风力、阻力、浮力等因素的作用以及下落过程中雨滴本身的碰撞作用 , 而恰恰水的表面张力比较小 , 这样在外力的“撕扯”下 , 大雨滴就会被撕裂成无数的小水滴 。
根据科学家们的研究发现 , 降落在地面上的雨滴 , 极少能够达到5毫米以上的直径 , 大多数都维持在2-3毫米之间 , 而5毫米以上的雨滴很少见的原因就是它极不稳定 , 容易被撕裂成小雨滴 。 (下图为雨滴谱 , 也就是降雨中雨滴大小的曲线图)
也就是大多数拍打到我们身上的雨滴其实是很小的 , 极个别的会出现6毫米直径的 , 此时我们会感到皮肤略微有些疼痛感 , 而且通常这种直径的雨滴伴随的大风 , 所以雨滴拍打我们感觉疼 , 也有风的“功劳” 。
但即使轻微觉得有些“打脸” , 也不会伤到我们的皮肤 , 这一方面是雨滴直径太小的原因 , 一方面是水是无形的 , 一旦遇到硬物 , 它是可以发生形变的 , 还有一个关键的点-雨滴的速度 。
雨滴的速度不足以伤人
我们在地面上将一串钥匙用尽全力摔向一块钢化玻璃 , 钢化玻璃会安然无恙 , 但是如果将高度提到到30米丢下钥匙 , 那么一块8毫米厚的钢化玻璃会瞬间碎裂 , 这就是高度带来的速度 , 速度带来的冲击力 。
同样的一颗鸡蛋自己拿起来对着额头轻轻一磕 , 鸡蛋就破了 , 我们也不会感觉到多疼 , 但是同样的一颗鸡蛋从10米高的地方落到人头上 , 就能砸起一个大包 , 这就是高空抛物的危险性 。
按照这个理论 , 水滴从几千米的高空降落 , 落地时速度足以将人洞穿了 , 但为何事实却恰恰相反呢?问题就在水滴下落时速度不会一直增加上 。
在雨滴下落时要受到空气浮力、空气阻力以及重力三个力的影响(风从侧面吹其实还有一个非上下的力 , 我们就不细说了) , 众所周知 , 物体在做自由落体时 , 是有一个速度的增加的 , 而空气阻力与加速度成正比 , 也就是速度越快 , 阻力越大 , 等到阻力大到与浮力结合能抵消重力时 , 加速度就会消失 , 此时的雨滴会到达它的最大速度 , 然后做匀速运动 。
虽然对具体的公式计算猎奇君不擅长 , 但是科学家们早就利用雨滴的平均直径、密度、空气密度、球形物体的空气阻力系数计算出了数值 , 大多数的雨滴的最大速度 , 也就是终端速度为8.9米每秒左右 , 即便是6毫米直径的雨滴最大速度也不会超过12米每秒 。
虽然这个速度乍一看挺快的 , 但其实由于雨滴太小了 , 所以如此慢的速度 , 显然是伤不到我们的 , 要知道我们捂嘴口鼻打喷嚏时 , 口水会形成1000-4000个飞沫以49.2米每秒的速度冲向我们的手 , 我们的手也没有被打穿不是 。
推荐阅读
- 为什么迄今为止,人类没有从火星带回土壤?
- 超载的都城,无处不在的牙人:从宋代商贸中,看宋人的生活管家
- 韦伯太空服望远镜展示了你从未见过的“创造之柱”
- 女子逛街看见地上很多果子,捡一大袋回家,知晓来历后惊掉下巴
- 雄狮的一生,从年轻被赶出狮群那一刻命运开始转折
- 三星妥协了?256GB+IP68+30倍变焦,价格从5799跌至3559元
- 自然科学是人为科学的一个子集 从定义上来看,人为科学的研究内容
- 豆瓣8.3降到7.1,《昆仑神宫》从探险变铁三角大战“神奇动物”
- 中年男子佛系扎根单位谁也不巴结,自从他儿子进单位后,顿时判若两人
- 从警数十年,她们风采依旧