城市居民:你有沒有擔心過,在某個時刻,你會被從附近摩天大樓的屋頂扔下來的硬幣擊中,當場死亡?
至少在這方面,你可以安心了。事實上,把一枚硬幣變成致命武器是非常困難的,即使是從帝國大廈頂部的護欄上扔下去也做不到。即使從那麼高的高度,硬幣也太小、太扁平,並且被太多空氣緩衝,無法成為魚雷。
相反,它會像一片葉子一樣飄落到地面。如果它真的擊中你,感覺就像被彈了一下額頭——“但甚至不會很疼,”弗吉尼亞大學的物理學家路易斯·布盧姆菲爾德說。他應該知道。他最近使用風洞和氦氣球來模擬硬幣從摩天大樓上掉落的情況。當實驗硬幣擊中他時,他並沒有感到疼痛。“我想其中一枚曾經彈到我的臉上,”布盧姆菲爾德告訴生活中的小奧秘。
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人們錯誤地認為,一個受重力影響的下落硬幣,將在其整個下落過程中加速,並在到達地面時達到極快的速度。如果紐約市被疏散——也就是說,如果所有空氣都被移除,並且硬幣被扔到帝國大廈的真空環境中——這確實會發生,但是現在,與空氣分子的碰撞會減慢下落的硬幣的速度。被稱為“阻力”,空氣阻力會阻礙硬幣的向下運動,抵消重力。[關於重力的6個奇怪的事實]
硬幣下落的速度越快,它所受到的空氣阻力就越大,因此,在硬幣的某個最大速度下,阻力會變得與向下的重力相等且相反。當兩種力平衡時,硬幣不再加速。相反,它以恆定的速度,稱為終端速度,一直落到地面。
硬幣是扁平的,因此它們會經歷很大的空氣阻力,而且它們很輕,因此不需要太大的阻力來抵消它們的重量。因此,如果從摩天大樓上扔下來,硬幣在下降約50英尺(15米)後就會達到它們的終端速度。在那之後,它們以微不足道的25英里/小時(40公里/小時)的速度飄落到地面,布盧姆菲爾德說。
如果沒有空氣,一枚下落的硬幣在到達地面(或你的頭部)時會加速到208英里/小時(335公里/小時)的速度。以這樣的速度,它很可能會損傷你的頭骨,但不會將其鑽穿。
“硬幣基本上是一個很小的東西,”布盧姆菲爾德說。“它不是一個非常緊湊的物體。它不會很好地鑽入你體內。”
但不要急著摘下你的保護頭盔。掉落的圓珠筆才是真正的危險。如果有人漫不經心地從帝國大廈的頂部扔下一支那些圓珠筆,它可能會致命。根據它們的設計,筆要麼會旋轉和飄動,要麼會像箭一樣射下來。在後一種情況下,“它很可能會以200英里/小時的速度落下來,”布盧姆菲爾德說。“當它撞擊時,它會以很大的動量撞擊一個小區域。它會把人行道砸出缺口。它可能會打穿木板。你不會希望它擊中你的頭部。”
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