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  • 1 # 無法超越的足跡

    小學課本里面有這樣的一篇課文,兩個鐵球從統一高度同一時間丟下,最終大鐵球跟小鐵球同時落地,這個實驗說明了什麼呢,說明了在一定的條件下,相同密度的物質,只要重量都超過了一定的界限,下落的速度跟體積大小與重量沒有多少關係。

    這個解釋其實也讓人產生自相矛盾的地方,一張紙揉成一團跟直接平放,質量重量是一樣的,只是面積不一樣,最終下落的速度很明顯是揉成一團的紙先落地,這個就是跟面積有關係了,這個也跟兩個鐵球的定論有一些不一樣,唯一的解釋就是相同重量的物體,體積大小不一樣,下落的速度也會不一樣,但是仍然跟兩個鐵球定律不符合。

    只能說形態不一樣造成的影響,這個有可能跟空氣動力方面有關係,螞蟻體積小重量輕,這種輕的重量在空中容易受到空氣密度以及氣流的影響,也就是說螞蟻從高空墜落下來,由於自身的重量特別輕,下落的時候空氣阻力會讓螞蟻的速度變慢,最終有多慢呢。

    有人做過實驗,螞蟻高空下落的速度大約是每秒1.8米左右,而人類的身體重量加持下,最快的下落速度是45米每秒,高空摔落造成死亡的其實不是重量,而是下落的速度跟高度,高度越高在重量的加持下速度會越快,接觸地面的力道就會越大,這也是為什麼低處跳很少受傷的原因。

    而一旦到了高處往下跳,高度高了造成速度加快了,衝擊力也會幾何形式的增加,就越容易造成傷亡,人類的摔死是自己的重量加持在速度上面造成的劇烈衝擊,這個的確跟高度有關,人類的體重下落的時候空氣密度跟氣流的影響基本上起不到什麼減速的作用,摔死是在正常不過的結果。

    螞蟻的體重特別輕,空氣密度都能對螞蟻下落的速度起到緩解的作用,加上空氣中的氣流的影響,這一點重量其實跟一張樹葉下落的速度差不多,這些因素加在一起,就算高度再高,下落的速度其實也並沒有多少加持,一米摔落的速度跟一百米的下落速度差不多,那一萬米其實也沒有多少變化。

    因為下落速度慢,造成的衝擊力小,也就沒有造成死亡,如果說把人變成像螞蟻一樣的體重跟大小,那人類從高處跌落下來,結果也是跟螞蟻差不多,而把螞蟻變成跟人一樣的體重以及大小,那螞蟻從高處摔落同樣會死,這個跟你是什麼物種關係其實並沒有太大的區別,速度跟重量阻力面積有關,是不是能摔死又跟速度有關。

  • 2 # 一尊還靁江月

    大致來講每個物體都會有一個掉落最高高度

    超過這個高度,落地所受的衝擊力因為空氣阻力的緣故會和掉落最高高度相同。而螞蟻的最高高度是十釐米,也就是說從100米掉下來和從十釐米掉下來,落地的瞬時速度幾乎是相同的,自然受力情況也基本相同,簡單來說就是摔不死。

    至於這個人為什麼會死,是因為人太脆了,如果人全身都被堅硬的骨骼所包裹,估計人也死不了吧。

    我曾經在電視上看到一個講關於小動物從高處掉下來會不會摔死的節目

    裡面提到,小動物掉下來會不會摔死取決於落地時的速度,但物體在落下時因為重力會與隨速度上升而變大的風阻互相拮抗,最終風阻與重力達到平衡,便會達到一個恆定的速度,這個速度越小就越不容易摔死,而這個速度和動物受風面積、形狀和重量等等因素有關,貓從高處落下時會調整體態達到最大受風面積以及最佳落地姿勢,從而平安落地,而且越高越不會摔死。至於螞蟻嘛,你可以抓一隻螞蟻和你一起從一個高度扔下去(當然得保證你在實驗有結果前不會先掛了),看看誰先落地不就明白了~

    亞里士多德還是伽俐略那幫人的實驗裡木球和鐵球同時落地,說明了物體下落速度與質量無關,而如果出現特例

    考慮風阻的話,很容易想到如果一個物體下落時比另一個物體慢,那麼只能是它的重力與風阻平衡了,即達到最大下落速度——我們回到螞蟻上,如果螞蟻后落地,而且落地後平安無事,那麼它不管從多高掉下來都不會有事了,因為在實驗中它以最大速度落地也平安無事。這一切都是空氣的功勞!

    如果沒有空氣,那麼在足夠高的地方,無論是一隻螞蟻還是你自己還是貓或者隕石、小行星、上帝之杖,落到地上,結果只有一個都會掛!

    螞蟻摔不死,原因很簡單:

    人不是螞蟻,二者身體構造不同。

    螞蟻的身體構造,

    一是巨人例子的反向,他體積比人小很多,因此受到的壓強很小,即落地時,單位面積受到的衝擊力很小,

    二是它的身體構造,導致密度也比人小,

    三是螞蟻還能舉起比自身大幾十倍的重物,說明它骨頭硬,肌肉有力,即耐摔。

    還原下落的過程:

    螞蟻受重力下落,速度不斷增大,同時空氣阻力也不斷增大,一定距離後,空氣阻力與重力平衡,螞蟻開始勻速下落,因為密度比人小,螞蟻的勻速大概只有幾米~十幾米每秒,而人的勻速是幾十米或上百米每秒。

    簡易物理表示式如下:p為密度,重力=空氣浮力+空氣阻力,空氣浮力類比水的浮力即可,pgv,空氣阻力,生活常識是你跑的越快,阻力越大,與速度正相關,用kv速簡化表示即可。(v人指體積,v速是速度),g為重力加速度

    p人v人g=p空氣gv人+kv速

    可以看出,下落過程中,浮力是不變,那麼密度越小,最後平衡時的速度越小。

    綜上所述,螞蟻摔不死主要是和人身體構造不同,具體原因主要有3條。

    首先螞蟻密度比人小,下落速度就不快,然後螞蟻體積遠小於人,落地時單位面積的衝擊力(即壓強)很小,最後螞蟻肌肉骨骼強勁有力,很耐摔(變大10倍,也能站起來,哈哈),因此它就算失手從蒼天大樹上滑落,掉在水泥地上,也是不痛不癢的。。。

  • 3 # 數智風

    這個屬於牛頓經典力學的簡單問題,生物會不會摔死就看它落地的那一瞬間,受到了衝擊力有多少?下面就簡單分析一下人和螞蟻在萬米高空墜落的過程。

    1、分析依據

    根據經典力學理論,物體在高處落下的過程是將重力勢能轉化為動能的過程。當然,尤其地球上有厚厚的大氣層,物體在下落過程中,還會受到空氣阻力。所以,人和螞蟻在1萬米高空落下會分為3個階段。

    加速階段:在1萬米高空墜落開始,物體由於受到重力的影響,會加速下墜,加速度g=9.8m/s2。這個階段,速度是在一直累加的。物體的勢能也在不斷地轉化為動能。勻速階段:當物體有了運動速度後,周圍的空氣會對它產生空氣阻力,空氣阻力的計算公式為f=1/2CρSV2。C是阻力系數(垂直平面體為1.0),ρ為空氣密度(正常乾燥空氣取值約1.29g/l),S是物體的迎風面積,V是物體的運動速度。從這裡可以看到,速度越快,空氣阻力越大。所以,當物體的速度達到一定值時,空氣阻力一定會等於重力(mg=1/2CρSV2)。這個時候,物體的下落就進入了勻速階段。速度V=(2mg/CρS)^0.5減速階段:也就是物體接觸地面到靜止的那一段時間。這一刻物體的動能會對大地做功,當然大地也會對物體產生反作用力,也就是我們常說的衝擊力。但這裡要強調的一點是,作用力可以瞬間突變,能量不可以瞬間突變。所以,我們表面看物體落地是一瞬間,但其實還是有一個力的作用時間△t的。一般是1秒以內,我們可以取0.5秒。在這個時間段裡,物體受到一個合力的衝量 I = (F-mg)*△t 。同時也是物體動量的變化量,即 I =△mv。人和螞蟻會不會摔死,也就是看最後這個衝擊力F = △mv/△t +mg有多大。2、螞蟻墜落的受到的衝擊力

    螞蟻是一種小型昆蟲,種類非常多。全世界已知的螞蟻有11700多種,中國境內確定的螞蟻有600多種。雖然種類繁多,但體型都很小。大部分螞蟻只有25-60毫克左右(按40毫克算),體長在3-6毫米之間,形體不規則(非流線型),下落迎風面積預估也就20平方毫米。下面就按照這個資料來計算一下衝擊力:

    螞蟻的落地速度V=(2mg/CρS)^0.5 ≈ 6m/s,相當於21公里每小時的速度。螞蟻受到的衝擊力F = △mv/△t+mg ≈ 0.0009牛,相當於0.09克的作用力,微乎其微。

    看到這個力度,相信大家都知道了,螞蟻根本不可能摔死。相反,從一萬米高空落下,螞蟻反而要擔心被高空寒冷凍死。

    3、人墜落受到的衝擊力

    按照螞蟻的計算過程,我們也可以計算一下人體落地的衝擊力。正常成年人一般體重都在50-100公斤之間,身高一般在160-200釐米之間。我們取一個65公斤的樣本來計算,最大迎風面積一般也就在0.93平方米左右。下面就套用公式計算一下:

    人類落地速度V=(2mg/CρS)^0.5 ≈ 32.6m/s,相當於117公里每小時的速度。人類受到的衝擊力F=△mv/△t+mg ≈ 15894 牛,相當於1.6噸的作用力。

    這麼高的衝擊力下,人類早就摔成肉餅了。所以,人們從高空跳下都必須帶上降落傘。

    總結

    根據計算,從一萬米高空墜落撞擊地面的瞬間,人類會受到1.6噸的衝擊力,而螞蟻卻只要承受0.09克的衝擊力。鮮明的對比就能說明,螞蟻不會摔死(可能被高空寒冷凍死),人類肯定會摔死(也可能高空寒冷凍死)。

  • 4 # 滿園金秋

    物體的重量存在於地球的吸引力。也可以說,地球的吸引力存在於物體的重量之中。

    這個科學的定律,是牛頓看見蘋果從樹上掉落而發現了重量的產生,是地球對物體產生吸引力而發生了蘋果的墜落。

    二者是一個正比的關係。一個物體的重量是地球的吸引力所產生的。也就是說物體的質量越大,地球對它的吸引力就越大。物體的質量越小,地球對它的吸引力就越小。也就是說一個物體從高空墜落的越快,證明物體的質量就越大,重量也就越大。也就證明了地球對它的吸引力就越大。相反就越小。

    所以地球上所有物體的重量,都是地球吸引力所產生的。現在就可以回答題主所提出的問題,為什麼螞蟻從一萬米高空墜落不會摔死,而人就會摔死呢?

    因為螞蟻的質量小的多,它的重量也就小,地球對它的吸引力就小的多,因而它從高空墜落的速度就慢的多,所以它就不會被摔死。

    而人就不同,人體的質量和體積要比一隻螞蟻大的多,所以地球對他的吸引力就大的多,如果人從一萬米高空墜落,降落的速度是很快的,也就是說重量越大,墜落的速度就越快。地球的吸引就越大,被摔死是毫無疑問的。

  • 5 # 智慧科環機械

    一,空氣比重,0.001293

    二,螞蟻平均重量0.025毫克

    三,螞蟻平均體積10*2*1立方毫米

    四,螞蟻比重0.00125

    五,空氣比重與螞蟻接近

    六,螞蟻在空氣中是飄落,所以不會摔死……

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