按常理,如果人從萬米高空墜落,沒有減速裝置,肯定會摔成渣渣。即使從10米高的地方摔下來對人來說也是非死即殘。如果在平流層巡航的飛機掉下一隻螞蟻,螞蟻會死嗎?

這是一個很有趣的問題,爲了解決這個問題,我們從科學的角度來分析吧。事實上,這主要是物理學的力學問題,我們來談談螞蟻的力量。

首先,螞蟻受重力影響,從10,000米的高度墜落,如果受到重力影響,初始速度爲0,從螞蟻墜落的那一刻起,每秒的加速度計算爲9.8米。

地球表面的重力加速度平均爲每秒9.8米,重力加速度隨着海拔的增加而逐漸變小。螞蟻在1萬米高空受到的重力加速度爲每秒9.78米,與地表相差不大,所以每秒9.8米處理就可以了。

理想情況下,隨着時間的推移,螞蟻下落的速度會增加,其間成正比,螞蟻到達地面的速度達到了最大值。據計算,僅在重力作用下,螞蟻從1萬米的高度下降到海平面位置需要大約45秒,最終速度爲441米。如果螞蟻真的以那麼快的速度撞到地上,絕對會死。

第二,螞蟻受到空氣阻力和浮力的影響

上述內容只考慮重力的影響,螞蟻還受到空氣阻力和浮力的影響。

地球表面被大氣覆蓋,大氣密度和溫度隨着海拔的提高而持續下降。地球海平面附近15攝氏度時的空氣密度約爲每立方米1.2公斤。在1萬米的高空,大氣溫度降至攝氏零下50度,空氣密度只有0.4公斤,海平面附近空氣密度的三分之一。科學研究表明,物體下降得越快,它受到的空氣阻力也越大。此外,物體受到的空氣阻力與風吹面的大小有關。

目前的民用飛機除了起飛和降落外,一般都在平流層底部飛行,飛行高度約在8000米到12000米之間。飛行平流層後,飛機比較穩定,燃油安全。

雲是由數不清的小水滴組成的,在天空中,隨便就有幾十億噸的雲,因此不會掉落,也就是受浮力和空氣阻力等其他因素的影響。

總而言之,空氣阻力的大小與物體颳風的面積成正比,與物體的速度平方成正比。可以看出,物體的下落速度越快,物體受到的阻力也越大。當物體受到的重力和它受到的阻力達到平衡時,物體以一定的速度下落。據估計,螞蟻的迎風寬度大約爲20平方毫米,身體不是流線型的,下落時受到的阻力比雨滴受到的阻力稍大。降落傘就是利用這個原理增加風面,增加空氣阻力,降低速度。螞蟻身體的平均密度也比較低,略高於水,受一定浮力的影響,但較小。

爲什麼螞蟻不死呢?

螞蟻達到一定的速度後,受到的阻力與重力平衡,因此螞蟻的速度不再增加。不管是1萬米還是1公里,螞蟻最終掉在地上的速度都一樣。

據估計,螞蟻墜落時的平衡速度約爲每秒10米。也就是說,螞蟻從1萬米的高空墜落到地面大約需要15分鐘。螞蟻的質量很小,所以螞蟻撞擊地面時的動能大約只有0.003焦耳,這麼小的撞擊能量對螞蟻沒有傷害。一隻螞蟻的平均體重一般不到0.05克,就不會受到重力的影響。一隻螞蟻的質量計算爲0.05克,G=mg計算表明,一隻螞蟻大約受到0.00049牛的重力作用。

螞蟻很輕,落地時能迅速得到平衡點,速度也不快。據估計,在1萬米的高空,螞蟻可以在低於10米的跌落下達到平衡。有外骨骼和強壯肌肉的螞蟻能移動100倍的自重物體,因此衝擊會很大。也就是說,螞蟻比人類更強大。最終,螞蟻到達地面時不會死亡。

螞蟻不死,但大概率是由其他原因造成的

如前所述,在1萬米的高空,氣溫降至攝氏零下50度,螞蟻就會凍死;陸地的三分之七是海,平流層的風也比較大,螞蟻很可能被風吹到海里淹死。受上升氣流的影響,螞蟻還可能在空中停留很長時間,最終餓死。所以說,螞蟻從10000米的高空墜下,不會摔死,但最終還是會死。

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