「」蚂蚁从10000米高空跌落地面,会怎么样?

这是一个有趣的问题 , 分析它需要用到物理学原理 , 其中还有一些空气动力学的公式与计算 。 如果你对公式不感兴趣 , 这没关系 , 你只需要知道结论就好啦!
我忍不住要先剧透一下结局:这只可怜的蚂蚁会死掉 , 但它不是摔死的 。
「」蚂蚁从10000米高空跌落地面,会怎么样?
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如果蚂蚁掉下飞机
为什么呢?
蚂蚁是一种顽强的生物
最早的蚂蚁标本是在一块缅甸琥珀中发现的 , 科学家们测定它已经有9900万年的历史 。 根据推算 , 早在1.68亿年前 , 蚂蚁就已经在地球上出现 , 到今天地球上除了南极洲和一些极寒孤岛之外 , 可以说到处都有各种蚂蚁存在 。 蚂蚁的种类超过1200种 , 总数以千万亿计 , 平均每个人至少可以分到100万以上的蚂蚁 。
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蚂蚁有一副坚硬的外骨胳
既然蚂蚁有这么多 , 牺牲一只也无妨 , 所以我们还是先抓一只蚂蚁坐上飞机来做这个实验吧 。
这只参与实验的蚂蚁很普通 , 它大约2毫米长 , 25毫克重 。 由于身披一层坚硬的外骨胳 , 蚂蚁可以举起比自己重几十倍的物体并拖到窝里去 , 所以说它是个名符其实的大力士 。 也正因为有这一身盔甲 , 蚂蚁不怕摔 , 要是不小心从树枝上跌落下来 , 它顶多也就是掸掸灰尘然后该干嘛干嘛 。
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蚂蚁很小
自由落体?
每当说起什么东西从高处下落 , 有些人就会很自然地想起自由落体运动 , 因为重力加速度g是一定的 , 他们会将高度h代入公式算出时间t , 和落地时的末速度v 。
对于高中生来说这很容易 , 不是么?
幸运的是这样的生搬硬套大错特错 , 不然雨点掉下来也能把人砸晕 。
地球表面包裹着稠密的大气 , 我们生活在空气中 , 你挥挥手就能感觉到它 。 空气是流体 , 它对在其中运行的一切物体都存在阻力 。
这很重要 。
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自由落体
当我们松开一个篮球 , 它的下落基本符合自由落体公式 , 这是因为篮球很重 , 短距离内空气阻力对它的影响不明显 。 如果你扔的是一根羽毛 , 或者将篮球从摩天大楼顶上丢下来 , 就能很容易观察到空气在发挥阻碍作用 。 这时候就不能再用自由落体公式 , 而需要引入空气阻力方程 。
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空气阻力方程
姿势决定速度
讲到这里你应该明白了 , 咱们的小蚂蚁从天上掉下来时并不是做自由落体运动 , 因为存在空气阻力 , 蚂蚁的身板儿太小 , 它下降的速度实际要慢得多 。
到底有多慢呢?这需要通过计算 。
在讲蚂蚁之前 , 我们先来说说人 。 因为从天上跳下来的事儿蚂蚁不常干 , 倒是人类经常这么玩 。 没错 , 我讲的不是跳楼 , 而是跳伞 。
无论是伞兵还是花样跳伞运动员 , 他们最擅长干的事就是从飞机上跳下来 。 每一个跳伞者都明白 , 在这个过程中姿势决定速度 。 如果你想更快到达地面就大头朝下;若想有更多的时间呆在空中 , 就需要张开四肢面向大地(背对着也行) , 这样你的投影面积(上面公式中的A)达到最大值 , 空气阻力(F-air)更大 , 你下落的速度也就更慢 。
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跳伞运动员的姿势
其实这个动作不只有人知道 , 小猫也会做这个动作 。 当猫从空中跌落时 , 它会翻转身体舒展四肢 , 使自己的面积足够大 , 以获得更多的空气阻力 。


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