我是一颗励志砸死人的雨滴。 我依旧记得,我那远方的大表哥,一颗3cm半径的冰雹,曾以超过30m/s的极速砸死过人。 春天。 在1000m的高空,我通过碰并作用,由0.002mm的云滴逐渐汇聚,形成了0.02mm的小身躯。 虽然我身躯很小,但却有砸死人的斗志。 微弱的上升气流,不再能承载我的身躯,我开始向大地下坠。 下坠过程中我受到重力,空气浮力,以及空气阻力的作用。 我下坠的力量,满足下面的公式: 此时我的身体足够的小,可以近似看做球形。 空气阻力公式为: 为空气阻力系数,为空气密度,为最大横截面积,为下坠的速度。 与雷诺数有关:
不同雷诺数的流体现象 当 时,我的空气阻力系数与雷诺数,满足关系式: 由于我的半径极小,此时,空气表现出很强的粘性,这个等式的后两项可近似为零。 雷诺数还满足公式,
带入空气阻力公式,得: 当我达到下坠极速时: 极速如此的低,我几乎在一开始下坠的时候就达到了这个速度。 1000m的高度,我至少需要下坠5个半小时的时间,才能掉到地面砸到人。 只可惜由于我的体积太小,我才下坠几分钟,就被蒸发干了。 我实在太不甘心,回到云层,我再次凝聚成云滴,在汇聚成雨滴。 这一次我学聪明了,尽可能碰并更多的水滴,凝结成更大一点的水滴。变大之后,我的下坠速度变得更快,还能追上前面的小雨滴,然后碰并成更大的水滴。 终于,我们半径达到1mm,成了较大的正常雨滴了。 ,雷诺数与空气阻力系数的关系式,前两项可近似取零。 此时我依旧接近球形,空气阻力系数开始无限接近于0.4。 当我达到极速时: 大约在2~3秒的时间,我就达到了极速。 啪~ 经过了约2分半的时间,我滴在了一个女孩的掌心。 但我的动能实在是太低。 在女孩掌心撞击的力量,大约只有0.05N。 “下雨了。” 女孩喊了一声,急急忙忙冲出了图书馆。 就在这时,一把伞撑在了她的头顶。女孩的手心变得滚烫,我逐渐被蒸发了。 我实在是不甘心啊,为什么我的力量如此不堪。 夏天。 在一个雷电交加的傍晚。 我再次在高空形成了雨滴,这一次更加加倍的努力,准备向大地来一场最猛烈的冲击。 半径超过2.5mm后,因为空气阻力的增加,我的形状发生了改变。 在阻力和重力的作用下,我逐渐变成了一个汉堡包的形状。 静止状态下,半径与水滴形状的关 半径越大,我的形状越扁。 但半径超过4mm之后,我表面的张力就可能再也无法支撑我的形体。 在有风的状态,我的体型甚至更小,就会分成两半。 当我身体内有着更多杂质的时候,半径甚至可以达到5mm(直径1cm)。 这将是我的极限大小,例如,亚马逊火灾后的下雨,就曾达到过这样的大小。 如果我依旧保持球形,根据之前的公式,我的极限速度可以达到16m/s。 只是可惜的是,当我吸附更多杂质,出现1cm 直径之后,我的形体也已经严重扭曲。 不仅横截面积变得更大了,就连风阻系数也变大了。 由于空气并非静止,我的终末速度在10m/s附近浮动。 但无论怎么样,我的质量和速度都已经大到了我的极限。 我对人类发起了最致命的攻击。 当我和一群同伴冲向那个男孩的时候。 女孩及时在他面前撑开了一把伞。 啪嗒~ 我对雨伞造成了1N左右的冲击力。 我甚至渗透过了雨伞,飞溅到了男孩和女孩的脸上。 “下瓢泼大雨了,我们快点回去吧。” 男孩背起了女孩,在暴雨中狂奔。 我在女孩甜甜的而脸庞中融化,再次消失得无形。 但我依旧有些不甘心。 等了几年。 冬天。 我化作了雪。 我以为自己变成了固体,下落的速度会更快。但没有想到,因为特殊的结构,我的下落速度竟然比雨滴慢很多。 我徐徐地飘落,甚至不再关心我会落在哪里。 “下雪了。” “我们的孩子就叫雪吧。” 那年的冬天特别的冷,直到那叫雪的孩子出生后我才融化。 PS:关于雨能不能砸死人,有一个经典笑话:
这个笑话流传甚广。 无论懂不懂流体力学的人,都可以因这个笑话笑起来。 转载内容仅代表作者观点 不代表中科院物理所立场 |
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