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1 # 刁博
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2 # 啨空月兒明
不請自來。
問題可以轉化為,物體從高空以初速度為0的初始狀態下落,運動狀態的變化。
在不考慮空氣阻力的情況下,物體只收到引力的作用,所以物體的運動狀態是勻加速運動。加速度是F/m。
然後看F的大小。根據萬有引力公式。F=GMm/r2
代入加速度公式,a=(GMm/r2)/m=GM/r2
其中G是常熟。M是地球質量。r是距離。
從這個公式看出,運動狀態和物體質量是沒有關係的,只要距離相同,初始狀態相同的情況下,在同一個星球上,水滴和人體會以相同的加速度作勻加速運動。。。。
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3 # 壹點科譜
毫無疑問是人先掉下來。但是如果你要說是人重,所以先落下來的話,那就大錯特錯。
那我問你,要是人帶了降落傘呢?人比水重了吧,怎麼解釋,你不要又反駁我說帶了降落傘速度變慢了,所以水先落地,沒錯,道理是這個道理。
非真空狀態下,物體所受加速度同樣相同,之所以出現下落快慢,是因為和物體形態大小,所受阻力大小有關,和質量無關。
真空狀態下物體下落快慢和任何都沒有關係,一片羽毛和一斤鐵會以同樣速度下降。正常空氣中物體下落快慢是和物體形態大小對空氣阻力大小有關。
普及一點知識,物體所受重力和物體所受重力加速度是完全兩個概念。任何重力不同的兩個物體,所受重力加速度相同,這也是為什麼真空狀態下會同時落地原因。
伽利略著名的比薩斜塔實驗就是證明。它推翻了由亞里士多德統治人類思想1900多年的一個自由落體理論,那個理論就是物體下落快慢和物體質量成正比例,質量越大下落越快。加上他的日心說衝擊了地心說,導致伽利略受到嚴重迫害。
當人和水在同一高度從速度零開始下落時,由於水滴質量小(不代表重力加速度就小)。其空氣對其產生的阻力比值就會變大。並且會使水滴表面形成張力,加大阻力。由於阻力大,質量小,這點阻力形成的向上託力可以對抗重力,延緩了下降速度。類似你永遠摔不死螞蟻,因為一小點氣流就可以托起它。
人不同,雖然所受加速度相同,但由於質量過大,空氣形成的阻力不足以形成有效的託力對抗重力,速度自然不會變慢多少,但是你帶個降落傘就不同。因為降落傘形成的阻力很大。同樣你可以慢慢落地。
還是一句話,真空狀態下,不同質量物體下落速度一致,有阻力情況下,阻力比值越大的越慢。
如果非要反駁,那就一句話,一個一斤重的圓球和一個一斤重的,面積一平方的鐵片。同樣一斤,誰先落地自己考慮。
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4 # 愛較真的戴老師
伽利略兩個鐵球同時落地的故事,小學課本里不知道還有沒有了?
假設人和水同時落下,如果假設成立,在一個真空系統裡,除去空氣阻力,同時落地。因為兩個物體收到同樣大小的重力加速度,相同距離,下落速度相同,與重量無關。
如果不是做題,在現實中,考慮空氣阻力,那質量大的下落的肯定快了,就像你現在同時扔一個鐵球和一個羽毛,鐵球落地半天了,也許羽毛還在天上飛。
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沒有空氣阻力的理想情況下,大物體和小物體自由下落的快慢是一樣的。傳說伽利略曾在比薩斜塔上做過大小兩球的自由落體實驗,實驗顯示兩球同時落地。
在比薩斜塔上釋放兩個球,球並非是嚴格的做自由落體運動,因為球還會受到空氣阻力的影響。假設伽利略真的做過實驗,他必須用當時常用的密度比較大的銅球做實驗才能取得預期的效果。如果換用密度比較小的球,就很可能觀察到重球先落地的結果。
物體在空氣中下落時會受到空氣阻力的作用,空氣阻力的大小與物體的橫截面積成正比,也與物體運動速率的平方成正比。下落的過程中速度越來越大,受到的空氣阻力也會相應的增大,直到重力和阻力相等最後勻速下落。
人體的密度和水的密度非常接近,但是人的質量要比水滴大很多。儘管人的橫截面積比水滴的也要大很多,但橫截面積是與尺寸的平方成正比,質量是與尺寸的立方成正比,橫截面積不如質量增加的快。故人下落時需要有較大的速度才能做到和重力平衡。人在空氣中下落,終極速度大約為60米每秒。
而水滴在空氣中下落的速度則要小得多,一般只有幾米每秒。具體資料可以參考下面的表格。
從表格中可以看到,一個半徑為0.28cm的雨滴從上千米的高空落下,其終極速度約為9.16m/s,還不如人從5米高的臺子上掉下來的速度大。所以,人和水滴一起從高空落下來,肯定是人先著地。
有一個笑話講的就是,把一隻螞蟻從100層樓上扔下來,它不會摔死,因為它的終極速度實在是太小了。不過,它有可能因熬不過漫長的空中下落而餓死。