一只小蚂蚁从万米高空掉下来会被砸死吗?也就是说物体从高处落下的速度与时间成正比,这也是为什么从高处跳下来会越来越快 。一位外国科学家曾经在蚂蚁身上做过实验 。它把蚂蚁从10厘米的高度降到30米的高度,相当于人站在八楼楼顶时的8000米高度 。实验结果完全一样 。不管蚂蚁掉多高,它们都安然无恙 。最后经过仔细研究,发现蚂蚁的加速标准是10cm 。超过10厘米后,无论多高,蚂蚁都不会 。
蚂蚁从万米高空掉下来,会不会摔死?
这是个很有意思的问题,因为人类不用说万米高空,10米摔下就足以致命了 。那么小小的蚂蚁从万米高空摔下会不会被摔死呢?这牵扯到两个物理点-加速和阻力 。下面,我们就来认真的解答一下这个有意思的问题 。自由落体的速度自由落体就是说从初始速度0开始的一个高空向下的运动,而地球是有重力的,所以从高空跳下,会受到地球重力的影响,所以物体的运动轨迹是向着地球方向的 。
一般情况下,如果自由落地的高度小于6371千米地球的半径,物体受重力的影响是不会变的,也就是说重力加速度的变化非常小,我们一般取10米每秒左右,我们习惯用g来表示重力加速度 。而自由落体有一个公式-V=gt,V就是速度,而g则是重力加速度,t则是自由落体的时间 。也就是说物体从高处落下的速度是与时间成正比的,这也就是为什么从高处跳下速度会越来越快的原因 。
但是,这个公式没有考虑到空气阻力的问题,只是一个完美环境中的公式 。实际上,人从万米高空落下,速度会增加,但是当下降的速度与空气阻力到了一个平衡点时,人的速度不再会增加,而是维持在一个速度上不变,这个速度大约在200公里每小时左右 。也就是说无论人从多高的地方跳下,下降的速度最多也就是200公里每小时 。蚂蚁从万米高空跳下的速度在许多人的想象中,物体的重量越大,下落的速度会越快 。
这其实是不科学的,伽利略定律告诉我们,同形状体积下,不同质量的两个物体从高空抛下,落地的时间是一样的,也就是说在下落的过程中,它们的速度是一样的 。也就是说能够影响速度的,只有下落物体的大小 。按照上面的公式看,在完美的环境下,蚂蚁的速度会一直增加 。但是由于蚂蚁的体型非常的小,仅有不足1厘米,和人的 体型更是差了上千倍,也就是说蚂蚁的表重比比人类要小很多,所以蚂蚁的下降速度比人要慢一些 。
但是,即使慢一些,对于小小的蚂蚁来说拍向地面也是致命的 。那么它为什么会摔不死呢?因为,我们忽略了一个重要的点,那就是空气阻力 。空气阻力和浮力蚂蚁的体重仅有40毫克左右,而且相对来说,蚂蚁身体的密度比较小,而密度与阻力又是相反的关系,也就说密度越大阻力越小,密度越小阻力越大 。而蚂蚁的身体几乎是中空的状态,所以,在落体是,空气对它的阻力是非常的大的,这与加速度正好相反 。
由于蚂蚁很轻,所以加速度也比人类要慢非常的多,再加上身体密度小,空气阻力大,因此,在下落的过程中,对于蚂蚁来说,很轻松的就找到了加速度与阻力的平衡点 。再加上,空气与水一样都具有浮力,阻力加浮力要远大于加速度的数值 。国外一位科学家曾经对蚂蚁做过一个实验,它从10厘米高的地方到30米高的地方不断的变换高度扔下蚂蚁,这种高度相当于人站在八楼的楼顶到人站在8000米左右高度的高处,实验的结果如出一辙,蚂蚁无论从多高的地方摔下都安然无恙,最后经过缜密的研究发现,蚂蚁的加速度标准是10厘米,超过10厘米后,无论多高,蚂蚁都不会因此而加快速度 。
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