问题

为什么雨水落下来不会砸死人?

回答
很多人都有过这样的疑问:看着豆大的雨点从几十米甚至几百米的高空砸下来,那股子劲头,感觉打在身上都疼,为什么它们却从来没有把人砸死过?这事儿说起来,其实涉及到几个挺有意思的物理学道理。

首先,我们得说说雨滴本身。人们的直觉里,雨滴好像是那种小小的、圆圆的、硬邦邦的小石头。但实际上,雨滴的形状比我们想象的要“柔软”得多。当它们还在云层里形成的时候,确实可能是一些小冰晶或水滴,但随着不断地碰撞、融合,它们会变得越来越大。不过,当雨滴在空气中下落时,空气阻力会起很大的作用。

你想啊,你扔一块石头,它会加速下落,速度越来越快。但雨滴不一样,它在下落的过程中,会受到两种力的作用:一是重力,把你往下拉;二是空气阻力,把你往上推。而且,空气阻力的大小和雨滴的速度有关。速度越快,空气阻力就越大。

这就好比你推着一辆自行车,一开始你使劲推,它就飞快地跑。但如果前面有一个人在匀速骑车,你使劲推他,他也会稍微加快一点,但不会像空车一样直线加速。雨滴在下落时,速度会越来越快,空气阻力也会随之增大,直到空气阻力等于重力。这个时候,雨滴的速度就不再增加了,达到了一个“终端速度”。

你可以想象一下,就像你从很高的地方跳下来,一开始你确实会加速,但总有一个时候,你会觉得风在你身上使劲地顶着,速度好像不再那么快了,这就是空气阻力在起作用。

而这个终端速度,对于雨滴来说,其实并没有我们想象的那么夸张。根据雨滴的大小不同,它们的终端速度也不一样。那些很小的细雨滴,速度可能只有每秒几米;即使是很大的暴雨滴,终端速度也大概在每秒9到10米左右。

我们来举个例子,如果你从一楼(大概3米高)跳下来,地面是草地,你落地的时候速度会很快。但如果你从10楼(大概30米高)跳下来,即使你不采取任何措施,由于空气阻力,你的速度也不会比从一楼跳下来时快太多。这和雨滴下落的道理是一样的。

另外,雨滴的“砸”和一块硬物“砸”到你身上,感觉是完全不同的。雨滴的主要成分是水,它具有很大的表面张力,但它的整体结构是松散的。当它接触到你的皮肤时,它会瞬间变形、破裂、分散开来,而不是像一块石头那样,把能量集中在一个很小的点上瞬间传递给你。

就像你用手掌去接一个飞过来的网球,和你用指尖去接同一个网球,感受到的力量和冲击力肯定不一样。雨滴在撞击你的时候,就像是有一大堆细小的水流同时“扑”在你身上,而不是一个尖锐的物体把你“戳”穿。

而且,雨滴的冲击力也是需要考虑的。即使是最大的暴雨滴,它的质量也非常非常小,你可以想象一下,一颗小小的露珠,它能有多重?它的动量(质量乘以速度)自然也就很小。冲击力的大小,和物体质量、速度以及撞击时间都有关。雨滴质量小,而且撞击时会瞬间变形分散,所以整体的冲击力就显得微不足道了。

当然,这里要强调的是,我们说雨滴不会砸死人,是针对绝大多数情况而言。如果你遇到了极端的、非常非常罕见的情况,比如在一些特殊的高原地区,空气稀薄,雨滴可能下落得更快一些;或者你本身身体有什么非常特殊的状况,可能也会有不一样的影响。但对于我们普通人在正常环境下,完全不用担心被雨滴砸死。

所以,总的来说,雨水之所以不会砸死人,是因为雨滴在下落过程中,受到空气阻力,最终达到一个相对安全的终端速度,并且雨滴本身的质量极小,撞击时还会变形分散,使得整体的冲击力非常有限。这些因素综合起来,就保证了我们在雨中安然无恙。下次下雨的时候,不妨可以感受一下,那些小小的水珠,它们可是经历了一场“空中芭蕾”,才轻轻落在你身上的呢!

网友意见

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如题,为什么高空抛物会死人,但是雨水却不会?

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