为什么水不能砸死人,而人跳水可以被砸死?
从表面上看,这个问题似乎是一个需要推理和计算的物理问题。但是生活经验丰富的人会觉得这是一个很白痴的问题。为什么这么说?给你讲个笑话,可能很多人都听说过。故事是这样的:从前,有个人想增长见识,于是加入了一个博士小组。他加入小组后,有人问了一个问题:一滴水从很高的地方掉下来会不会死人?这个人怀疑自己可能加错组了,但是后来这个问题引起了热烈的讨论,各种职称和名校的博士开始了热烈的讨论。列公式,计算阻力,各种假设,整整辩论了一个小时。
当然,这只是一个玩笑,但它非常清楚地告诉了我们答案。一滴水能从多高落下?答案是杀不死。但也有人不愿意下结论说,水再高也不会死人。但是如果在下落的过程中变成冰雹,那不是另一个结果吗?
在改变问题之前,首先要搞清楚为什么雨滴从那么高的天空落下却不能杀人。根据物理学中常用的力分析方法,如果一个物体从高处坠落,忽略空气阻力,那么它在重力的作用下会一直加速下落。这样,一滴水落到地面的速度就很高。但事实就像上面的笑话一样,我们都被雨淋透了,雨滴的速度并不大。
问题出在空气阻力上。在分析问题时,空气阻力是不可忽视的。所以当雨滴实际落下时,由于空气阻力和重力的平衡,最终会匀速落下。
也许现在会有人学会用。你没遇到过冰雹吗?冰雹从不杀人。但是你真的被冰雹击中了吗?与雨滴相比,冰雹更坚固,体积更大,夸张的大小和苹果差不多。冰雹落下时,空气阻力不可忽略,如果从天上掉下来砸到你的头,不死就把你敲晕。
很多人认为硬币这种金属制品肯定会死人。只要身高够,真的是这样吗?硬币会伤人还是杀人?硬币落下时,重力会使其加速,但也会受到空气阻力的影响。所以只要知道阻力和重力平衡时硬币会到达多快,就可以计算出落地瞬间的冲击力,进而判断其威力。
科学家们早就想到了这个问题。物理学家路易布鲁姆菲尔德曾经做过一个从天上扔硬币的实验,就是为了用硬币砸自己。他自制了一个飞行器,从30米的高度投下硬币,但没有一个击中他。经过多次尝试,他终于被击中,一枚硬币击中了他的下巴。但是你猜结果是什么?他还有意识,或者他的意识告诉他一点都不疼!根据他的实验结果,即使你爬上几百米高的摩天大楼,把它扔出去,硬币下落的速度也不会增加多少,即使你被击中,也不会有多大的伤害。