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力学角度分析:蚂蚁从飞机上掉下来会摔死吗? 

来源:飞行力学 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-08-21

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目前民航飞机除起降外,一般在平流层底部飞行,飞行高度在8000左右~米。平流层飞行,飞行更稳,更省油,更安全。

按照常识,如果一个人没有减速装置从10000米的高度坠落,他必须坠落成渣了。即使从10米高处坠落,对人来说也是死亡或伤残。如果一只蚂蚁从在平流层巡航的飞机上掉下来,蚂蚁会掉下来吗?

这是一个非常有趣的问题。为了解决这个问题,我们从科学的角度来分析一下。其实这主要是物理学中的力学问题。让我们讨论蚂蚁的力量。

首先,蚂蚁会受到重力的影响,做自由落体运动

一只蚂蚁从10000米的高度落下,受到重力的影响,所以它的初速度被认为是0.蚂蚁从落下那一刻起的每秒加速度计算为每秒9.8米。

天体表面的重力加速度来源于牛顿第二定律和万有引力定律。

地球表面的重力加速度平均为每秒 9.8 米,并且随着高度的增加重力加速度逐渐减小.根据公式计算,在海拔10000米处,蚂蚁所经历的重力加速度约为每秒9.78米,与地表几乎相同,因此我们可以以每秒9.8米的速度进行处理。

在理想情况下,蚂蚁下落的速度随着时间的推移不断增加,并且它们与每个其他关系,蚂蚁到达水面时速度会达到最大值。通过计算,蚂蚁仅在重力作用下从10000米的高度下落到海平面大约需要45秒,最终速度为每秒441米。如果蚂蚁真的以这么快的速度撞到地面,它肯定会死。

其次蚂蚁也会受到空气阻力和浮力的影响

上面只考虑了重力的影响,其实蚂蚁也会受到空气阻力和浮力的影响。

地球表面被大气层覆盖,随着海拔的升高,大气的密度和温度不断降低。地球海平面附近 15 摄氏度的空气密度约为每立方米 1.2 公斤。在海拔10000米处,大气温度下降到负50摄氏度,空气的密度仅为每立方米0.4公斤,仅为海平面附近空气密度的1/3。

科学研究表明,物体下落得越快,它受到的空气阻力就越大。此外,物体的空气阻力还与其迎风面的大小有关。具体公式如下:

综上所述,空气阻力与??的迎风面积成正比。物体,和物体的速度的平方成正比。可以看出,物体下落的速度越快,物体的阻力就越大。当物体的重量与其受到的阻力平衡时,物体将保持匀速下落。

蚂蚁的迎风面估计有20平方毫米左右,身体没有流线型,下落时受到的阻力估计比雨滴大一点。降落伞利用这个原理通过增加迎风面和增加空气阻力来减速。蚂蚁身体的平均密度也比较低,比水高一点,会受到一定浮力的影响,但是比较小。

云是由不清晰的小水滴组成的。天空中有数十或数百朵云彩。吨不下降的原因是受浮力和空气阻力等其他因素的影响。

蚂蚁为什么不会被扔死?

综上所述,当蚂蚁达到一定的速度时,它受到的阻力会与重力平衡,所以蚂蚁的速度不会继续增加。无论是10000米还是1公里,蚂蚁最终落地时的速度都是一样的。

据估算,蚂蚁下落时的平衡速度约为每秒10米,也就是说蚂蚁从10000米的高空坠落到地面大约需要15分钟。由于蚂蚁的质量很小,蚂蚁撞击地面时的动能仅为0.003焦耳左右。这么小的冲击能量不会对蚂蚁造成任何伤害。

一只蚂蚁的平均重量通常不到0.05克,所以对它的重力影响很小。一只蚂蚁的质量按 0.05 克计算。根据G=mg的计算,可以知道一只蚂蚁受到大约0.00049头牛的重力作用。

因为蚂蚁很轻,下落时可以很快达到平衡点,速度不会很快。据我估计,在海拔10000米的地方,蚂蚁下落不到10米就能达到平衡。

蚂蚁的身体结构很特殊。蚂蚁有外骨骼和强壮的肌肉。它们可以举起自身重量一百倍的物体,并能承受很大的冲击,这意味着蚂蚁比人类更能抵抗跌倒。 .

可以看出蚂蚁到达地面时不会被杀死。

蚂蚁虽然不会被扔死,但它们死于其他原因的可能性很大。

如前所述,在10000米的海拔高度,温度低至负 50 摄氏度。蚂蚁会被冻死;陆三七海,平流层风比较大,蚂蚁很可能被风吹到海里淹死;在受伤的上升气流的冲击下,蚂蚁可能会长时间漂浮在空中,并最终饿死。

这只蚂蚁很不幸。虽然不能倒下,但终究会死去。

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