首頁 > 藝術

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

由 科學獵奇 發表于 藝術2022-12-06

簡介總結一滴水從1000米的高空掉落,我們甚至不會感覺到的,因為即使初始我們放的水滴再大,在下落的過程中它也會被撕裂成平均2-3毫米直徑的小水滴,最終以平均不到10米每秒的速度滴落在我們身上,這是無關痛癢的

頭上打了個大包用什麼藥

下雨的時候,數不清的雨滴會從2000-5000米的高空落向地面,如果沒有避雨和工具,人會被成千上萬個雨滴給砸中,但是除了可能會因為失溫而感冒外,雨滴對人是沒有損傷的,所以,一滴水從1000米的高空掉下來,是砸不死人的。

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

不過,如果一滴水的速度足夠的快或者是水滴足夠大,人是能被砸穿或者砸傷的,不然水切割就不會被應用、高空拋物也不會被禁止。那麼,

為何一滴水從千米的高空降落達不到砸傷或者砸穿人的速度呢?又為什麼水滴不能大到可以傷人的地步呢?

我們一起來了解一下。

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

從降雨中看水滴的變化過程

上面我們說過,幾千米的高空掉落的水滴要想傷人,要麼足夠大,要麼足夠快,但事實上,從高空掉落的水滴不可能達到能傷人的大小,因為它們會在空中發生變化,這一點我們從降雨的過程就可以看出來了。

雨是由地面上蒸發的水蒸氣逐漸地在高空遇冷凝結成小水滴,小水滴大量聚集後形成了雲,當雲中的水到達一定的質量後,就會下落最終形成了雨。

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

在雨剛剛脫離雲層時,由於水的聚集作用,所以雨滴是非常大的,但是,在逐漸下降的過程中,大雨滴會受到風力、阻力、浮力等因素的作用以及下落過程中雨滴本身的碰撞作用,而恰恰水的表面張力比較小,這樣在外力的“撕扯”下,大雨滴就會被撕裂成無數的小水滴。

根據科學家們的研究發現,降落在地面上的雨滴,極少能夠達到5毫米以上的直徑,大多數都維持在2-3毫米之間,而5毫米以上的雨滴很少見的原因就是它極不穩定,容易被撕裂成小雨滴。(下圖為雨滴譜,也就是降雨中雨滴大小的曲線圖)

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

也就是大多數拍打到我們身上的雨滴其實是很小的,極個別的會出現6毫米直徑的,此時我們會感到面板略微有些疼痛感,而且通常這種直徑的雨滴伴隨的大風,所以雨滴拍打我們感覺疼,也有風的“功勞”。

但即使輕微覺得有些“打臉”,也不會傷到我們的面板,這一方面是雨滴直徑太小的原因,一方面是水是無形的,一旦遇到硬物,它是可以發生形變的,還有一個關鍵的點-

雨滴的速度

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

雨滴的速度不足以傷人

我們在地面上將一串鑰匙用盡全力摔向一塊鋼化玻璃,鋼化玻璃會安然無恙,但是如果將高度提到到30米丟下鑰匙,那麼一塊8毫米厚的鋼化玻璃會瞬間碎裂,這就是高度帶來的速度,速度帶來的衝擊力。

同樣的一顆雞蛋自己拿起來對著額頭輕輕一磕,雞蛋就破了,我們也不會感覺到多疼,但是同樣的一顆雞蛋從10米高的地方落到人頭上,就能砸起一個大包,這就是高空拋物的危險性。

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

按照這個理論,水滴從幾千米的高空降落,落地時速度足以將人洞穿了,但為何事實卻恰恰相反呢?問題就在

水滴下落時速度不會一直增加

上。

在雨滴下落時要受到空氣浮力、空氣阻力以及重力三個力的影響(風從側面吹其實還有一個非上下的力,我們就不細說了),眾所周知,物體在做自由落體時,是有一個速度的增加的,而空氣阻力與加速度成正比,也就是速度越快,阻力越大,等到阻力大到與浮力結合能抵消重力時,加速度就會消失,此時的雨滴會到達它的最大速度,然後做勻速運動。

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

雖然對具體的公式計算獵奇君不擅長,但是科學家們早就利用雨滴的平均直徑、密度、空氣密度、球形物體的空氣阻力系數計算出了數值,大多數的雨滴的最大速度,也就是終端速度為8。9米每秒左右,即便是6毫米直徑的雨滴最大速度也不會超過12米每秒。

雖然這個速度乍一看挺快的,但其實由於雨滴太小了,所以如此慢的速度,顯然是傷不到我們的,要知道我們捂嘴口鼻打噴嚏時,口水會形成1000-4000個飛沫以49。2米每秒的速度衝向我們的手,我們的手也沒有被打穿不是。

一大滴水從1000米的高空落下,能不能砸傷人?為什麼?

總結

一滴水從1000米的高空掉落,我們甚至不會感覺到的,因為即使初始我們放的水滴再大,在下落的過程中它也會被撕裂成平均2-3毫米直徑的小水滴,最終以平均不到10米每秒的速度滴落在我們身上,這是無關痛癢的。

不過,這是水,如果是一些較硬的固體,即使很小從高處掉落也能傷人,所以切勿高空拋物。

Tags:雨滴速度高空水滴我們