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  • 1 # 穿插游擊隊

    按照常識來說,人如果從萬米高空落下,沒有減速裝置,肯定摔成渣了。而如果是一隻螞蟻的話,它會摔死麼?

    那麼我們對螞蟻進行一個受力分析,首先螞蟻會受重力影響,如果單獨考慮重力因素,螞蟻從掉落的那一刻起,加速度按 9.8 m/s 算,螞蟻從萬米高空掉落到海平面的位置大概需要45秒,最終的速度為 441 m/s。如果真的是這樣,絕對死翹翹。

    好在螞蟻還會受到空氣阻力及浮力影響,這使得螞蟻有了一線生機。科學研究表明,物體的下落速度越快,它所受到的空氣阻力也就越大。此外,物體所受到的空氣阻力還與它的迎風面的大小有關。

    Fd為所受的空氣阻力;ρ為物體下落時所處空氣的密度;ν為物體下落的速度;Cd為物體的阻力系數,與物體的形狀等因素有關;A為物體的迎風面積。

    螞蟻的迎風面在 20 mm² 左右,下落時受到的阻力比雨滴所受到的阻力還要大一點。一隻螞蟻的質量按 0.05 g算,根據 G=mg 計算可知,一隻螞蟻大約受到 0.00049 N 的重力作用,當螞蟻達到一定速度時,它所受到的阻力就會與重力保持平衡,這時螞蟻的速度就不會再繼續增加了。不管是1萬米還是1千米,螞蟻最終落到地面時的速度都是一樣的。螞蟻掉落時的平衡速度大約為 10 m/s,也就是說螞蟻從1萬米的高空落到地面大約需要15分鐘左右。由於螞蟻的質量小,螞蟻撞擊地面時的動能僅為0.003焦耳左右,這麼小的撞擊能量對螞蟻產生不了任何危害。同時螞蟻具有外骨骼和強韌的肌肉,可以承受很大的衝擊力,也就是說螞蟻比人類更耐摔。由此可見,最終螞蟻到達地面時並不會被摔死,但是螞蟻OS:我太難了!

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