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  • 1 # 蛋科夫斯基

    題主的描述裡要比較人和水滴哪個快。

    在考慮空氣阻力的情況下,人墜落速度受姿勢影響較大。所以相對雨滴,可以快,可以慢,可以相等。

    雨滴的下落速度和雨滴的大小關係最大。大致可見上圖,橫座標為雨滴直徑,縱座標為下落速度的範圍。有範圍是因為還涉及到空氣密度、水的密度等等很多條件的影響,所以有誤差。

    也就是5毫米直徑的傾盆大雨,雨滴下落速度為8米每秒左右。在這個速度,雨滴受到的重力等於空氣阻力,為勻速下降。總體上看,雨滴越小速度越慢,雨滴越大速度越快。雨滴下落其實是一個難題,主要難在水滴的形狀與空氣阻力的關係上。由於水滴上下部分速度不完全一致,以及水的張力會影響到它的形狀,所以雨滴下落的速度很難精確計算,僅僅有圖上那樣的最接近實際情況的測量值。

    而人下落的速度,也是和姿勢有關係。並且這個影響還很大。不同姿勢、不同速度,人受到的空氣阻力大小不同。所以這個速度在一定範圍內可控。

    當然,可以透過人為控制,使得人和水滴下落的速度相同。

    我剛才分析的都是下落到一定程度,達到重力等於阻力的情況。如果是在游泳池跳臺上,相同高度一起開始下落,並且在達到勻速前落水(別落地上,太殘忍),誰先誰後呢?其實分析的時候也一樣,主要取決於人的姿勢。張開雙臂掉(不是跳)的話比水滴慢,跳水姿勢掉下去的話比水滴快。當然,這麼短的距離快慢都是一丟丟,差別不大。(從聲音上看也不同,水滴是“啪嗒”,人是“啊~啪”。恩,張不張開手臂差不多。)

    這裡順便說一下,水滴下落的時候並不是所謂的“水滴”形狀。而是大致的一個球形,並且不穩定。就好像水管裡流出來的水,由於剛流出來的水度速度慢,趕不上之前的水,導致水流越來越分散。

    總而言之,在有空氣阻力的情況下,由於人的下落速度受姿態影響較大,所以無法直接和雨水的下落速度作比較。

    但是透過我發的第一個圖可以知道,雨滴在其直徑在5到6毫米之間的時候,勻速下落速度達到極限,可以達到10米每秒。但是這個時候,人的下落速度可以控制在比這個速度還大的範圍。所以要是比誰最大速度快的話,人完全控制了比賽的節奏,可以比水快。

    當然,如果是沒有空氣阻力的情況下,兩者的運動狀態就完全相同了。

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