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你有沒有過這樣的疑問?一滴水從萬米高空掉下來,能把人砸死嗎?
很多人覺得這是天方夜譚,但其實背后藏著實打實的物理真相,看完你就會明白其中的門道。
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如果一滴水從一萬米高度無阻力自由落體,沒有任何空氣阻礙,落地速度會達到443米每秒。
這個速度是什么概念?普通手槍的子彈初速度大概就是400到500米每秒。
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也就是說,無阻力的水滴和子彈一樣,具備強大的殺傷力,真砸到人絕對不是小事,輕則受傷,重則致命。
但現實中我們從來不會遇到這種情況,因為雨滴下落的時候,根本躲不開空氣阻力的影響。
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雨滴從云層落下的過程中,會受到不斷增大的空氣阻力,一開始下落的時候,速度比較慢,重力大于阻力,雨滴會持續加速。
隨著速度越來越快,空氣阻力也跟著變大,直到阻力和重力完全平衡,此時雨滴的速度不再增加,進入穩定的勻速下落狀態,這個速度就叫做收尾速度。
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這個收尾速度有具體的計算公式,大約是90乘以雨滴直徑的平方根,平時我們遇到的雨滴,直徑大多在1毫米到6毫米之間。
舉個例子,毛毛雨的雨滴直徑大概1毫米,收尾速度只有3米每秒,和普通人走路的速度差不多,大雨的雨滴直徑能到6毫米,收尾速度也不過7米每秒,比騎自行車的速度還慢一點。
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這么慢的速度,砸在身上就和被輕風吹了一下差不多,根本造不成任何傷害,這也是為什么我們從來沒見過有人被雨砸死的原因。
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要是雨滴變成冰雹,情況就完全不一樣了,冰雹的形成需要強烈的對流天氣,和普通雨滴不一樣,冰雹在下落過程中會不斷凝結水汽,體積可以長得很大。
大的冰雹直徑能達到10厘米,比手掌還大,按照收尾速度的公式計算,這種冰雹的下落速度能到28米每秒,相當于每小時100公里的車速,接近市區汽車的限速。
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這么快的速度砸到人,很容易造成頭部重傷、骨折,甚至直接危及生命,所以我們在遇到冰雹天氣的時候,一定要及時躲到安全的地方。
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平時我們覺得雨滴輕飄飄的,根本沒什么威力,但沒想到背后藏著這么多物理學細節。
原來不是雨滴不想砸死人,而是空氣阻力幫我們擋住了大部分殺傷力,只有換成冰雹這種“強化版”的水滴,才會帶來危險,看完才明白,看似普通的自然現象,背后居然有這么多值得深究的知識。
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