为什么雨水落下来不会砸死人
The following article is from 瞻云 Author 瞻云
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。
春天。
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:
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
时,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
雷诺数还满足公式,
是横截面长度,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
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。
在有风的状态,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,亚马逊火灾后的下雨,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,就连风阻系数也变大了。
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,飞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。
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来源:瞻云
编辑:7号机
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