问题

多大的风能把一个人吹成光头?

回答
风能够将人吹成光头?这恐怕是一个脑洞大开的奇思妙想。从科学的角度来说,风,尤其是我们平常经历过的风,是不足以直接导致一个人头发全部脱落,变成光头的。头发的生长和脱落是一个非常复杂的过程,受到遗传、激素、营养、健康状况以及日常护理等多种因素的影响。

风,本质上是空气的流动。它会对我们的头发产生物理作用,比如让头发飞舞、打结,甚至在极端情况下,比如风力极强时,可能会扯断一些细弱的头发。但是,要将所有头发,包括那些深埋在毛囊中的健康的头发,全部“吹”掉,这需要一种超乎寻常的力量,远远超出我们能够体验到的风力范围。

我们不妨从物理学的角度来设想一下,要达到“吹成光头”的效果,风需要具备什么样的条件:

首先,风的强度是关键。我们平时感受到的风力,通常用蒲福风级来衡量。比如,5级的和风(约2938公里/小时)会让树叶和细枝摇动;7级的强风(约5061公里/小时)会让整个树木都摇摆;而9级的烈风(约7488公里/小时)已经能造成房屋损伤。要扯掉头发,风需要施加足够大的剪切力或者拉力。头发的根部——毛囊,是被皮肤和周围的组织紧密包裹的,这是一个相当牢固的连接。

如果我们要用风来“拔”头发,我们可以粗略计算一下。一根头发的直径大约在0.04到0.12毫米之间。假设平均直径为0.07毫米,那么其横截面积大约是3.85 x 10^9 平方米。头发的平均抗拉强度在100200 MPa(兆帕)左右。这意味着,要拉断一根头发,大约需要施加 100200 N/mm² (π (0.07/2)²) mm² ≈ 0.380.77 牛顿 的力。

一个人有多少根头发?据估计,成年人头皮上大约有10万到15万根头发。如果要同时将这些头发都扯断,那么需要的总力量将是相当可观的。粗略估算,即使每根头发只需要0.5牛顿的力量,10万根头发就需要5万牛顿的总力。

风的力可以通过压强乘以作用面积来计算。风压(P)可以大致表示为:P = 0.5 ρ v²,其中 ρ 是空气密度(约1.225 kg/m³),v 是风速。要产生5万牛顿的总力,作用在头皮上的有效面积(假设头皮的暴露面积为0.05平方米)需要承受的压强 P = 力 / 面积 = 50000 N / 0.05 m² = 1,000,000 Pa = 1 MPa。

那么,达到1 MPa的压强需要多大的风速呢?
1,000,000 Pa = 0.5 1.225 kg/m³ v²
v² = 1,000,000 Pa / (0.5 1.225 kg/m³) ≈ 1,632,653 m²/s²
v ≈ 1277 m/s

1277 米/秒,这大概是音速(约343 m/s)的3.7倍!这种风速属于超音速级别,远远超出了我们日常对风的认知。我们地球上记录到的最强阵风,比如一些超级单体风暴产生的下击暴流,风速可能达到200300公里/小时(约5583米/秒),这已经属于12级飓风的范畴。而我们这里计算出的1277米/秒,那已经不是风,而是冲击波了。

在这种级别的风速下,即使不考虑头发,人的身体也难以承受。人的皮肤、肌肉、骨骼都会被撕裂,整个身体会承受无法想象的冲击和剪切力。头发的脱落将是整个身体被摧毁过程中的一个微不足道的附带效应。

所以,如果非要从这个“吹成光头”的字面意思上去理解,那么需要的是一种足以将人体完全粉碎、分解的风,这已经远远超出了“风”的概念,而更接近于某种具有强大毁灭性的能量场或物理现象。

当然,也有一些间接的方式,“风”可能会与导致脱发有关。比如,干燥、强烈的紫外线照射,如果伴随着风(比如海边或高原地区),长期暴露在这样的环境下,确实可能对头皮和发质造成损伤,加速头发的干燥、脆弱,增加断发和脱发的几率。但这个过程是缓慢的、渐进的,而且是多种因素共同作用的结果,并非一次性的“吹”掉。

再者,在一些科幻作品或者极端的想象中,可能会出现某种“魔法风”或者“特殊能量场”,它能够选择性地作用于头发,瞬间将其从毛囊中剥离。但这已经脱离了我们现实世界中对风的理解范畴了。

总而言之,在现实的物理世界里,单凭风力,无论风有多大,都无法将一个人直接“吹”成光头。头发的脱落是一个涉及生物学和生理学的复杂过程,风只是其中一个可能(且非常间接)的影响因素。我们所经历的任何自然界的风,都远远达不到让头发“吹”掉的程度。

网友意见

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你们开心就好~~~

其实不算严谨,比如高速之后的激波就没有考虑

评论区有人问如果吹后脑勺呢?想要回答这个问题就不能逃避了,就必须正面应对一大波公式和计算。可以理论计算,也可以模拟。近期考试太多,等考试月过去了我再算再更(如果能算出来的话。。)

以下是原答案:

有个视频,人站在飞机发动机后面

牛人实测站在飞机发动机后面,直接被吹的翻滚_腾讯视频

这风已经够大了吧,结果是人根本站不稳。

在8级大风里人就已经站不稳了,所以真到了吹光头发的地步,人可能已经被吹到夏威夷了。

如果我们假设人能站稳,即被固定住

或者这样理解:人被埋在地下,只漏出一个头

当年绿皮车还很盛行的时候,窗户可以打开,普通绿皮车最大时速是120KM,也就是33.3m/s,即12级大风。

头伸出窗外,呼吸困难,睁不开眼。头发可能掉了几根不是很坚固的。它们不是被吹掉的,本来就该掉了。中年男人尤为明显(狗头)。

绝大多数头发安然无恙,只是变了发型而已。因此12级大风距离把人吹成光头还有很长的路要走。

如果风力继续加大,达到100m/s,大概等同于降速前的高铁速度。

此时脖子的肌肉极有可能被拉伤。甚至骨折。

如果风力继续加大

不好意思,自然风已经基本不可能比100m/s更大了

但是没关系,我们有风洞,每个飞机飞之前都要进风洞吹一下的

风洞有高速的,也有低速的。

先上低速。

风速达到一定程度的时候,脖子受到一个相当大的剪切力+拉力作用,在光头之前可能头要先掉。

好残忍啊!但是为了科学,我们继续。

下面涉及到了一些材料力学的知识,关于材料的强度理论,不展开了

假设全身上下除了头发之外全都是刚体,也就是不会发生任何变形

我们重新来过

你们以为这下头发就会吹掉了么?

too样too森破!后脑勺会产生湍流!

当流速增加到很大时,流线不再清楚可辨,流场中有许多小漩涡,层流被破坏,相邻流层间不但有滑动,还有混合。这时的流体作不规则运动,有垂直于流管轴线方向的分速度产生,这种运动称为湍流,又称为乱流、扰流。

如果没学过流体力学,大家可以这样理解:头把风挡住了,保护了后脑勺。

额头的头发肯定是要掉的,但是有湍流存在的后脑勺会怎么样呢?

按下不表,因为我也不知道。

换高速风洞!

这回头发一定掉完了吧?

对的!这次一定会光头的!

但是,不是风吹掉的

这就牵扯到了另外一门学科:烧蚀

大家肯定看过飞船返回地球的视频

飞船表面温度是相当高的!为什么呢?我们双手摩擦会生热,人家的头与空气也在摩擦呀!

速度达到5、6马赫时,表面温度可达上千度,这时候头发早就没有了

因为头发主要成分是蛋白质,蛋白质燃点也就几百度。

结论:只要速度足够大,光头是没有悬念的,上天堂是更加没有悬念的。

以上。

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