我们先说一个简单的问题:在考虑空气阻力的情况下,一个物体从空中掉落下来会经历哪几个过程?
比如说我们拿一个足球来举例,这个足球会受到两个力的作用:重力和阻力。重力来源于足球本身,这个力是恒定的;阻力来自于空气阻力,这个力的大小在图中已经给出了,为什么蚂蚁从高处落下不会摔死作文,就是Fd。,
空气阻力到底有多大,各位不用太关心,只要知道一点:物体在空气中的运动速度越快,那么空气阻力就越大。
所以一个从空中下落的物体会经历两个过程:
越小的物体在空气中运动时,其表面积越轻,重力越大,所以微小的物体可以在空气中以很小的速度下滑,所以蚂蚁坠落的速度非常小,所以蚂蚁坠落的速度比较小,不会导致死亡。我们也可以想象一种方法来杀死蚂蚁:将蚂蚁放在一块。
第一个过程,物体速度不快,这个时候重力大于空气阻力,物体会处于不断加速的状态之中,直到物体速度很高、阻力等于重力为止(如下图的A-B-C过程);
换句话说,只要高度足够高,物体最后都会保持匀速下落,而且速度都是一样的。蚂蚁从一万米的高空掉下来和从两万米的高空掉下来,最后落地的速度一样。甚至于,蚂蚁从一万米的高空掉下来跟从10米的树上掉下来,最后落地的速度也一样。
这个最后稳定的速度,就叫做“最终速度”。在这个速度下,空气阻力等于重力。
然后我们再说蚂蚁下落的问题。
所以一个相同形状的物体——比如说一个球体,它受到的阻力会伴随着直径的平方增长——假如直径是1的时候,小球受到的阻力是1,那么直径是2的时候,小球受到的阻力就是4了。
这样阻力与重力越趋于平衡。而蚂蚁自身质量太轻,随着蚂蚁下落速度增大,空气阻力将很快达到和重力平衡。在这种作用力下,蚂蚁就会毫发无伤地降落到地面。
而物体的重力跟物体的什么属性有关呢?答案就是物体的体积。再拿小球举例子,假如直径是1的时候,小球受到的重力是1,那么直径是2的时候,小球受到的重力就是8了。
对的,问题的关键就在这里。如果小球逐渐变大,那么小球需要更高的速度才能够使空气阻力等于重力,也就是说,小球越大,最终速度越大;小球越小,最终速度越小。
举个例子:云很重,有的云可能几十万公斤重,为什么还能够飘在空中?这就是因为云实际上都是由细小的小水珠构成的,这些水珠太小了,可能自由落体的速度只有零点几毫米每秒钟,空气的热对流就足够“托起”这些小水珠了,所以云才不会掉下来。
然后我们回到蚂蚁这个问题上来,蚂蚁体积小,所以最终速度非常低。
蚂蚁体积太小了,而且本身密度也不高,这就导致蚂蚁在自由落体的时候最终速度非常低,而且只要自由落体那么一小会儿就可以达到最终速度,所以蚂蚁坠落到地面的速度很低,同时蚂蚁无论是从1万米高空掉下来,还是从10米高的树上掉下来,掉到地上的速度实际上是一样的。
二、受空气阻力影响 可能没有接受过多教育的人,并不相信空气中竟然有阻力。上过物理课的人,一般或多或少都知道,空气总是存在一定的阻力。当蚂蚁在坠落时,由于受到空气阻力的缓冲,我的速度会有所减慢,因此导致蚂蚁在。
所以你只需要把蚂蚁从高处扔下来看看它会不会死就知道它从万米高空掉下来会不会死了。
因为它身体比重很轻(掉在水里都不沉),空气对它的浮力,使他缓慢落地。
当然了,高空的环境是复杂的,比如说蚂蚁可能会被冻死(高空温度很低);比如说碰上不好的天气把蚂蚁吹到海洋里淹死,都有可能,但是蚂蚁几乎不可能被摔死。