#马里亚纳海沟#把一块砖扔进马里亚纳海沟,多久到海底?砖头会不会被压碎?( 二 )
上文说了海水的密度随着深度的增加并不会变化的太多 , 我们可以认为其就是一个定值 。 那么随着砖头的下降唯一变化的量就是砖头所受到的阻力 。
当阻力大到与砖头所受到向下的合力(重力减去浮力)相等的时候 , 这个时候的砖头就达到了下降时的最高速度 , 也被称为终端速度 。
例如跳伞运动员 , 在飞机上跳下的时候 , 一开始会在重力的作用下加速 , 但由于速度的增加最终也会因为空气阻力的增大 , 达到一个终端速度 。
这个终端速度还跟物体下落时侯的受风面积有关 , 例如采用俯伏状自由落体的运动员 , 最终的终端速度大约为55m/s , 3秒钟就能达到终端速度的50% , 8秒达到90% , 15秒达到99% 。
采用头部朝下俯冲的方式自由落体 , 终端速度可以达到270m/s , 甚至是325m/s 。 所以姿势很重要 , 但是达到终端速度只是整个自由落体环节的一小部分时间 。
因此我们为了计算简单些 , 只需算出砖块达到终端速度以后 , 下降到海底的时间 。 在理想状态下 , 如果砖头以立起来最小的那一面一直下落 , 终端速度为2.73米/秒 , 下降到海底需要67分钟的时间 。
如果砖块以平面 , 最大面的那一块一直往下落 , 终端速度只有1.28米/秒 , 沉入到海底需要2.4小时 。 如果考虑到海水的流动 , 砖块的不稳定之类的问题 , 那就没办法算了 。
砖头在海底会不会被高压压碎呢?
普通砖头的耐压最大30牛/平方毫米 , 30牛约等于3.061千克 , 也就是砖头上每平方毫米可以承受3061克的重物 。
一个大气压为0.1牛/平方毫米 , 1100个大气压为110牛/平方毫米 , 也就是说在海沟底部每平方毫米上就类似于放一个112千克的重物 , 这样算来远远超过了砖头的抗压强度 。
不过我看了大家都说砖头在海底是各个方向都会受力 , 受力是均衡的 , 但是我觉得这么大的力就算是受力均衡 , 也会破坏砖的结构稳定性 , 因此这不是砖头不会被压碎的原因 。
不过砖头这玩意它渗水啊 , 就会导致内外压强一致 , 这就跟我们在海沟底部发现的生物一样 , 它们为何能抗住这么大的压力 。
并不是因为整体的受力均匀 , 而是因为海沟底部的鱼类没有坚硬的皮肤 , 而是有着简单的一层薄膜 , 这层薄膜可以使得鱼身体内外的压强一样 , 所以鱼才能生存 。
这跟砖头的道理一样 , 砖头不会被压坏 , 并不是因为四周都受同样的力 , 而是因为它渗水 。
有人又会问了那为何海底的石头可以完好的存在 , 它不渗水啊 , 只能说还是压强不够 , 只要压力足够大 , 不管是否周围都受力 , 任何物体都会被压成球形 , 最后压力甚至可以破坏分子和原子的结构 。
【#马里亚纳海沟#把一块砖扔进马里亚纳海沟,多久到海底?砖头会不会被压碎?】想一下宇宙中的天体 , 在巨大的重力下呈现出了流体静力学平衡 , 也就是天体都是球体 , 重力足够大的天体就会变为依靠电子简并压支撑的天体 , 例如白矮星 。 甚至是中子简并压的中子星 , 最后变为是不知何物的黑洞 。
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