
假如一只蚂蚁不幸地跟着飞机飞到一万米的空中,然后再不幸地从空中掉下来,蚂蚁会摔死吗?
假使没有考虑空气阻力的作用,蚂蚁必然会摔死,由于它会以极快的速度碰击地上。经过核算可知,在地心引力的作用下,从一万米高空开端做自由落体运动,蚂蚁坠地时的速度高达443米/秒,这都现已超过了1马赫。碰击时的冲击力非常大,蚂蚁的身躯无法接受住。
但在实际中,空气阻力一直存在,并且还会正比于速度的平方。也就是说,跟着蚂蚁的下落速度渐渐的变快,蚂蚁所遭到的空气阻力将会敏捷添加。当空气阻力大到与重力持平时,蚂蚁的受力平衡,它将不会持续加快,而是匀速下落。
理论上,能够核算出蚂蚁的终末速度或称终端速度。蚂蚁的下落速度随时刻改变的曲线类似于下图:
依据伊利诺伊大学的物理学家所给出的数据,蚂蚁的终末速度大约为6.4公里/小时,适当于1.8米/秒(假如是人类,终末速度可达55米/秒,成果适当惨烈)。由于蚂蚁终究的下落速度很慢,它本身的结构可彻底接受住这种碰击,不会摔死。由于空气阻力的作用,蚂蚁从一万米高空下落和从一米空中下落的作用是没有差异的。
空气阻力与物体的表面积成正比,受风面积大,空气阻力也会越大。关于小型动物而言,它们遭到的空气阻力很大,并且本身又轻,它们从空中掉落下落不会有什么风险。
咱们我们能够做个简略预算。假如动物的长、宽、高都变为本来的十分之一,其分量将会削减为本来的千分之一,但表面积只会变为本来的百分之一。因而,像蚂蚁这样的小型动物不怕地心引力,它们很简单爬上天花板,也不怕从高空掉落。
尽管蚂蚁从万米高空掉下来不会摔死,但也要面对其他风险。蚂蚁很轻,空中的风很大,蚂蚁有或许根本就掉不到地上,或许掉到地上需求很长的时刻,这样蚂蚁终究只能活活饿死。或许蚂蚁掉进水中,成果也只要死路一条。别的,尽管万米高空的气压较低,大约为地表的三分之一,但蚂蚁的身体也不会由于低压而爆破。
