我是一顆勵(lì)志砸死人的雨滴,。 我依舊記得,,我那遠(yuǎn)方的大表哥,一顆3cm半徑的冰雹,,曾以超過(guò)30m/s的極速砸死過(guò)人,。 春天。 在1000m的高空,,我通過(guò)碰并作用,,由0.002mm的云滴逐漸匯聚,形成了0.02mm的小身軀,。 雖然我身軀很小,,但卻有砸死人的斗志。 微弱的上升氣流,,不再能承載我的身軀,,我開始向大地下墜。 下墜過(guò)程中我受到重力,,空氣浮力,,以及空氣阻力的作用。 我下墜的力量,,滿足下面的公式: 此時(shí)我的身體足夠的小,,可以近似看做球形。 空氣阻力公式為: 為空氣阻力系數(shù),,為空氣密度,,為最大橫截面積,為下墜的速度,。 與雷諾數(shù)有關(guān):
不同雷諾數(shù)的流體現(xiàn)象 當(dāng) 時(shí),我的空氣阻力系數(shù)與雷諾數(shù),,滿足關(guān)系式: 由于我的半徑極小,,此時(shí),空氣表現(xiàn)出很強(qiáng)的粘性,,這個(gè)等式的后兩項(xiàng)可近似為零,。 雷諾數(shù)還滿足公式,,
帶入空氣阻力公式,得: 當(dāng)我達(dá)到下墜極速時(shí): 極速如此的低,,我?guī)缀踉谝婚_始下墜的時(shí)候就達(dá)到了這個(gè)速度,。 1000m的高度,我至少需要下墜5個(gè)半小時(shí)的時(shí)間,,才能掉到地面砸到人,。 只可惜由于我的體積太小,我才下墜幾分鐘,,就被蒸發(fā)干了,。 我實(shí)在太不甘心,回到云層,,我再次凝聚成云滴,,在匯聚成雨滴。 這一次我學(xué)聰明了,,盡可能碰并更多的水滴,,凝結(jié)成更大一點(diǎn)的水滴。變大之后,,我的下墜速度變得更快,,還能追上前面的小雨滴,然后碰并成更大的水滴,。 終于,,我們半徑達(dá)到1mm,成了較大的正常雨滴了,。 ,,雷諾數(shù)與空氣阻力系數(shù)的關(guān)系式,前兩項(xiàng)可近似取零。 此時(shí)我依舊接近球形,,空氣阻力系數(shù)開始無(wú)限接近于0.4,。 當(dāng)我達(dá)到極速時(shí): 大約在2~3秒的時(shí)間,我就達(dá)到了極速,。 啪~ 經(jīng)過(guò)了約2分半的時(shí)間,,我滴在了一個(gè)女孩的掌心。 但我的動(dòng)能實(shí)在是太低,。 在女孩掌心撞擊的力量,,大約只有0.05N。 “下雨了,?!?/span> 女孩喊了一聲,急急忙忙沖出了圖書館,。 就在這時(shí),,一把傘撐在了她的頭頂。女孩的手心變得滾燙,,我逐漸被蒸發(fā)了,。 我實(shí)在是不甘心啊,為什么我的力量如此不堪,。 夏天,。 在一個(gè)雷電交加的傍晚。 我再次在高空形成了雨滴,,這一次更加加倍的努力,,準(zhǔn)備向大地來(lái)一場(chǎng)最猛烈的沖擊。 半徑超過(guò)2.5mm后,,因?yàn)榭諝庾枇Φ脑黾?,我的形狀發(fā)生了改變。 在阻力和重力的作用下,,我逐漸變成了一個(gè)漢堡包的形狀,。 靜止?fàn)顟B(tài)下,半徑與水滴形狀的關(guān) 半徑越大,,我的形狀越扁,。 但半徑超過(guò)4mm之后,我表面的張力就可能再也無(wú)法支撐我的形體,。 在有風(fēng)的狀態(tài),,我的體型甚至更小,就會(huì)分成兩半,。 當(dāng)我身體內(nèi)有著更多雜質(zhì)的時(shí)候,,半徑甚至可以達(dá)到5mm(直徑1cm),。 這將是我的極限大小,例如,,亞馬遜火災(zāi)后的下雨,,就曾達(dá)到過(guò)這樣的大小。 如果我依舊保持球形,,根據(jù)之前的公式,,我的極限速度可以達(dá)到16m/s。 只是可惜的是,,當(dāng)我吸附更多雜質(zhì),,出現(xiàn)1cm 直徑之后,我的形體也已經(jīng)嚴(yán)重扭曲,。 不僅橫截面積變得更大了,,就連風(fēng)阻系數(shù)也變大了。 由于空氣并非靜止,,我的終末速度在10m/s附近浮動(dòng),。 但無(wú)論怎么樣,我的質(zhì)量和速度都已經(jīng)大到了我的極限,。 我對(duì)人類發(fā)起了最致命的攻擊。 當(dāng)我和一群同伴沖向那個(gè)男孩的時(shí)候,。 女孩及時(shí)在他面前撐開了一把傘,。 啪嗒~ 我對(duì)雨傘造成了1N左右的沖擊力。 我甚至滲透過(guò)了雨傘,,飛濺到了男孩和女孩的臉上,。 “下瓢潑大雨了,我們快點(diǎn)回去吧,?!?/span> 男孩背起了女孩,在暴雨中狂奔,。 我在女孩甜甜的而臉龐中融化,,再次消失得無(wú)形。 但我依舊有些不甘心,。 等了幾年,。 冬天。 我化作了雪,。 我以為自己變成了固體,,下落的速度會(huì)更快。但沒(méi)有想到,,因?yàn)樘厥獾慕Y(jié)構(gòu),,我的下落速度竟然比雨滴慢很多,。 我徐徐地飄落,甚至不再關(guān)心我會(huì)落在哪里,。 “下雪了,。” “我們的孩子就叫雪吧?!?/span> 那年的冬天特別的冷,,直到那叫雪的孩子出生后我才融化。 PS:關(guān)于雨能不能砸死人,,有一個(gè)經(jīng)典笑話:
這個(gè)笑話流傳甚廣,。 無(wú)論懂不懂流體力學(xué)的人,都可以因這個(gè)笑話笑起來(lái),。 轉(zhuǎn)載內(nèi)容僅代表作者觀點(diǎn) 不代表中科院物理所立場(chǎng) |
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