为什么雨水落下来不会砸死人
我是⼀颗励志砸死⼈的⾬滴。我依旧记得,我那远⽅的⼤表哥,⼀颗3cm半径的冰雹,曾以超过30m/s的极速砸死过⼈。在1000m的⾼空,我通过碰并作⽤,由0.002mm的云滴逐渐汇聚,形成了0.02mm的⼩身躯。虽然我身躯很⼩,但却有砸死⼈的⽃志。微弱的上升⽓流,不再能承载我的身躯,我开始向⼤地下坠。下坠过程中我受到重⼒,空⽓浮⼒,以及空⽓阻⼒的作⽤。
我下坠的⼒量,满⾜下⾯的公式:此时我的身体⾜够的⼩,可以近似看做球形。空⽓阻⼒公式为:为空⽓阻⼒系数,为空⽓密度,为最⼤横截⾯积,为下坠的速度。与雷诺数有关:雷诺数为惯性⼒与流体粘性⼒(内部流体层摩擦⼒)的⽐值。它较⼩时,粘性⼒的影响⼤于惯性。较⼤时,惯性⼒的影响⼤于粘性⼒。
不同雷诺数的流体现象当,我的空⽓阻⼒系数与雷诺数,满⾜关系式:由于我的半径极⼩,此时,空⽓表现出很强的粘性,这个等式的后两项可近似为零。雷诺数还满⾜公式,是横截⾯⻓度,对球形来说为;是空⽓的粘度系数,常温下约1.8×10^-5Ns/m^2。带⼊空⽓阻⼒公式,得:当我达到下坠极速时:极速如此的低,我⼏乎在⼀开始下坠的时候就达到了这个速度。
1000m的⾼度,我⾄少需要下坠5个半⼩时的时间,才能掉到地⾯砸到⼈。只可惜由于我的体积太⼩,我才下坠⼏分钟,就被蒸发⼲了。我实在太不⽢⼼,回到云层,我再次凝聚成云滴,在汇聚成⾬滴。这⼀次我学聪明了,尽可能碰并更多的⽔滴,凝结成更⼤⼀点的⽔滴。变⼤之后,我的下坠速度变得更快,还能追上前⾯的⼩⾬滴,然后碰并成更⼤的⽔滴。终于,我们半径达到1mm,成了较⼤的正常⾬滴了。
,雷诺数与空⽓阻⼒系数的关系式,前两项可近似取零。此时我依旧接近球形,空⽓阻⼒系数开始⽆限接近于0.4。当我达到极速时:⼤约在2~3秒的时间,我就达到了极速。啪~经过了约2分半的时间,我滴在了⼀个⼥孩的掌⼼。但我的动能实在是太低。在⼥孩掌⼼撞击的⼒量,⼤约只有0.05N。“下⾬了。”⼥孩喊了⼀声,急急忙忙冲出了图书馆。就在这时,⼀把伞撑在了她的头顶。⼥孩的⼿⼼变得滚烫,我逐渐被蒸发了。
我实在是不⽢⼼啊,为什么我的⼒量如此不堪。夏天。在⼀个雷电交加的傍晚。我再次在⾼空形成了⾬滴,这⼀次更加加倍的努⼒,准备向⼤地来⼀场最猛烈的冲击。半径超过2.5mm后,因为空⽓阻⼒的增加,我的形状发⽣了改变。在阻⼒和重⼒的作⽤下,我逐渐变成了⼀个汉堡包的形状。静⽌状态下,半径与⽔滴形状的关半径越⼤,我的形状越扁。但半径超过4mm之后,我表⾯的张⼒就可能再也⽆法⽀撑我的形体。
在有⻛的状态,我的体型甚⾄更⼩,就会分成两半。当我身体内有着更多杂质的时候,半径甚⾄可以达到5mm(直径1cm)。这将是我的极限⼤⼩,例如,亚⻢逊⽕灾后的下⾬,就曾达到过这样的⼤⼩。如果我依旧保持球形,根据之前的公式,我的极限速度可以达到16m/s。只是可惜的是,当我吸附更多杂质,出现1cm直径之后,我的形体也已经严重扭曲。不仅横截⾯积变得更⼤了,就连⻛阻系数也变⼤了。
由于空⽓并⾮静⽌,我的终末速度在10m/s附近浮动。但⽆论怎么样,我的质量和速度都已经⼤到了我的极限。我对⼈类发起了最致命的攻击。当我和⼀群同伴冲向那个男孩的时候。⼥孩及时在他⾯前撑开了⼀把伞。啪嗒~我对⾬伞造成了1N左右的冲击⼒。我甚⾄渗透过了⾬伞,⻜溅到了男孩和⼥孩的脸上。“下瓢泼⼤⾬了,我们快点回去吧。”男孩背起了⼥孩,在暴⾬中狂奔。我在⼥孩甜甜的⽽脸庞中融化,再次消失得⽆形。
但我依旧有些不⽢⼼。等了⼏年。冬天。我化作了雪。我以为⾃⼰变成了固体,下落的速度会更快。但没有想到,因为特殊的结构,我的下落速度竟然⽐⾬滴慢很多。我徐徐地飘落,甚⾄不再关⼼我会落在哪⾥。“下雪了。”“我们的孩⼦就叫雪吧。”那年的冬天特别的冷,直到那叫雪的孩⼦出⽣后我才融化。PS:关于⾬能不能砸死⼈,有⼀个经典笑话:⼀位⼤妈误加⼊⼀个博⼠群⾥。
有⼈提问:“⼀滴⽔从很⾼很⾼的地⽅⾃由落体下下来,砸到⼈会不会砸伤或砸死?”群⾥⼀下就热闹起来,各种公式,各种假设,各种阻⼒、重⼒、加速度的计算,⾜⾜讨论了近⼀个⼩时。这时⼤妈默默地问了⼀句:你们没有淋过⾬吗?群⾥突然死⼀般的寂静。然后,然后⼤妈就被踢出群了。这个笑话流传甚⼴。⽆论懂不懂流体⼒学的⼈,都可以因这个笑话笑起来。