下雨天
,一扭頭就能看見窗外那一顆顆雨滴滴滴答答的落下來,像是灑下的珍珠, 真是美得很 ,不過你有沒有想過, 這些雨滴從天上掉下來 ,咋就不會砸死人呢?要是換成顆冰雹,那可就有點兒危險了!這看似簡單的小問題,實際上可蘊藏著不少科學道理,在最近上「張老師」的物理課後,我才恍然大悟,這裏面其實跟一個叫「斯托克斯定律」的物理原理特別有關系圖片來源於網路
你說這雨滴畢竟是從高空下來
,降得那麽快,不會給人造成傷害,真是讓人感到神奇,今天咱們就來聊聊這個問題, 順便解開一些你可能還有的疑惑 ,下次再碰下雨天的時候,也能跟旁邊的朋友炫耀一番這些知識我可不是隨便來的哦!一說起物理,很多人會覺得枯燥無味, 嗨 ,您別急,這次我們也許從生活中最常遇到的現象切入來聊,咱們先說說雨滴的形成,雖然小雨滴輕飄飄地落下來,但從上面往下看的時候,簡直像是流動的水珠,形成了讓人眼花繚亂的美景,雨滴在下落之前,會在雲層中不斷聚集, 變得越來越大 , 你想 ,如果一個雨滴如同一個小球,那麽在它降落的過程中,難免會受到空氣的阻力
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很多人可能不知道
,空氣可不是稀薄無物的,實際上,空氣就像是一種流體,特別是在雨滴下落的時候, 這種流體就會對雨滴施加一種叫「阻力」的力量 ,簡單說, 這雨滴在空中掉的時候 ,空氣就像一個看不見的「保護手」,幫助它減速聽起來是不是有點神奇呢?既然說到阻力,我們來談談它是什麽,大家可以想象, 運動的時候 ,如果一個人全力沖刺,但前面有一飆風迎面吹來,這種不順的感覺就是運動中的阻力,在物理上,阻力是與速度有關系的,速度越快,阻力也越大, 這就像是你在運動的時候 ,越快越費力氣一樣
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這裏就引出了「張老師」的課程了
,張朝陽作為物理老師,他常常用生動的例子來解釋抽象的科學道理,大家聽說過斯托克斯定律嗎?這個東西其實蠻簡單的,只要知道它何以存在就行,斯托克斯定律是關於小球體在流體中運動的規律, 它告訴我們 ,物體在流體中下落時所受到的阻力與物體的半徑、速度和流體的粘度密切相關別急,咱再具體說說這個粘度,大家可以把流體想象成蜂蜜,粘稠且有厚度,相比於水, 蜂蜜在流動時的阻力可要大得多 , 這就是流體的「粘度」在發揮作用 ,對於雨滴來說,空氣就是它的流體,而這空氣的粘度,雖然小,但也足夠影響到掉落的速度
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那麽我們再回到雨滴身上,雨滴的半徑差不多一公釐左右,作為雨滴下落的聲音夥伴, 空氣的粘度大約是00018帕斯卡·秒 ,按照斯托克斯定律計算, 雨滴的終端速度大約為每秒9公尺 ,這意味著什麽?簡單來說,雨滴下落的速度不會超過這個, 每秒9公尺其實毫不影響我們的日常生活 ,尤其是不會像冰雹那樣砸得人心驚肉跳
想象一下,當我們在外面被雨淋到的時候,雨滴落在頭頂、肩膀,輕輕的感覺就像在接受大自然的洗禮一樣, 並不會讓我們感到疼痛 , 尤其是在下雨的時候 , 都是一塊塊的積水 ,給人一種非常輕松愉悅的感受,根本沒有下雨會砸死人的感覺
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再說說其實在我們身邊
,斯托克斯定律並不僅僅適用於雨滴,你可能不知道,很多地方我們都能看到它的身影, 比如說 ,降落傘的設計,降落傘本身就像是一個大扇子,當你從高空落下的時候,傘面會抵擋空氣, 不僅減速還防止摔傷 ,這其中的道理與斯托克斯定律同樣息息相關,因為它也得克服來自空氣的阻力除此之外
,還有我們熟悉的小球在水中沈浮,只要你曾經去遊泳池, 就能體會到在水中遊動與空氣中的不同體驗 ,水的黏度遠遠大於空氣,所以當你在水中遊的時候, 總是會感覺到需要用更大的力氣 ,這其實就是在反映不同流體間的阻力差異,而這個差異正是斯托克斯定律的重要成果圖片來源於網路
要說結束, 再來總結一下 ,原來,雨滴落下不會砸死人背後藏著的是物理知識的精妙, 懂得了斯托克斯定律 , 再舉一反三 ,大家在生活中處處可見的物理規律,無不體現著生活的智慧,我們生活的每一刻,都在無形中接觸和體驗物理的微妙,如同下雨的時節,雨滴輕輕落下,我想這也是生活中一處安靜的美麗
生活裏從來不缺少知識,只要我們願意去關註和觀察,生活處處皆科學,每一個現象背後,都是種種物理定律在默默地支撐著我們,有了這些,咱們的生活就會變得更加豐富多彩,也更能讓我們意識到科學的魅力,讓我們學會用不同的視角去理解身邊的世界,以後再碰雨天的時候您可就可以自信地跟朋友們講起這些故事了!
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