把一块砖扔进马里亚纳海沟,砖头会被压碎吗?多久能到海底?( 三 )
假如这名运动员是以头朝下“倒栽葱”的姿势自由落体 , 那么它的终端速度就是俯冲跳伞的5倍左右 , 可以达到270米/秒 。 如果这名运动员的质量够大 , 终端速度甚至可以达到325米/秒 。
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由此可见 , 从物体下坠到抵达终端速度只需要很短的时间 。 因此我们计算砖头下沉到马里亚纳海沟的时间时 , 就直接以终端速度进行计算 。
砖头下沉于海水时向下的面积越小 , 阻力也就越小 。 如果我们用砖头最小的那一面向下一直落 , 那么它的终端速度就有可能达到2.73米/秒 。 这样的话 , 一块砖头沉入马里亚纳海沟的最深处只需要一个小时多一点的时间 。
如果砖头一直以最大的一面向马里亚纳海沟的最深处坠落 , 那么它的终端速度只有3.28米/秒 。 这样它下沉的时间则会延长至2.4小时 。 当然这些数据都是理想数据 , 如果真的要做严谨的科学实验 , 还需要考虑砖头自由落体或者海水暗流涌动等因素 。
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砖头下沉过程会碎吗?
有人说 , 砖头在水中要承受着来自四面八方的压力 , 说不定还没沉到底 , 就被压力给击碎了 。 那么砖头在马里亚纳海沟中会不会被压力挤碎呢?同样 , 我们通过数据计算揭晓答案 。
一块砖头的耐压能力一般为30牛/平方毫米 , 30牛约等于3千克 。 也就是说 , 砖头上每平方毫米可以承受3061克力量的挤压 。
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一个大气压是0.1牛/平方毫米 , 1100个大气压就是110牛/平方毫米 。 也就是说一块砖头在马里亚纳海沟底部时 , 表面任何一个位置都需要承受大约11千克左右的力量 。 这远超于砖头3千克的耐压上限 。
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仅从砖头的耐压程度来说 , 砖头在还没有沉到底的时候 , 就因为承受的压力太大而破碎了 。 但是结合实际来说 , 我们考虑的要素不全 , 所以这个结论不能作为最终结果 。
因为砖头有一个非常神奇的减压能力 , 那就是——渗水 。 砖头在烧制的过程中会出现大量的空隙 , 这些空隙能够保证砖头在修建房屋时能够有非常好的透气性 。 见过往砖头上泼水的人都知道 , 砖头的吸水性非常强 。 所以被扔进马里亚纳海沟的砖头从接触海水开始就会不断地吸水 。
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砖头渗水以后 , 内部富含大量的海水 , 因此内外压差变小 。 所以即便是掉入11000米的海沟 , 也不会因为压力过大而破碎 。
砖头的结构稀疏 , 如果拿它和硬度一般的石头相撞 , 砖头一定比不过质地坚硬的石头 。 但是如果把砖头和石头同时丢入马里亚纳海沟当中 , 砖头就会化劣势为优势 , 通过自身的空隙吸收海水 , 弱化海水的对它的作用力 。
反而硬度一半的石头因为无法吸收海水 , 只能通过自身硬度承受海底的巨大压力 。 一旦海水压力大于石头耐压极限 , 石头就会在海中直接破碎 。
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【把一块砖扔进马里亚纳海沟,砖头会被压碎吗?多久能到海底?】科学问题不是一拍脑袋就能出结果的 , 我们只有用规范的物理实验或者严谨的数学分析 , 才能得出真正有效的结果 。
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