下雨天
,一扭头就能看见窗外那一颗颗雨滴滴滴答答的落下来,像是洒下的珍珠, 真是美得很 ,不过你有没有想过, 这些雨滴从天上掉下来 ,咋就不会砸死人呢?要是换成颗冰雹,那可就有点儿危险了!这看似简单的小问题,实际上可蕴藏着不少科学道理,在最近上「张老师」的物理课后,我才恍然大悟,这里面其实跟一个叫「斯托克斯定律」的物理原理特别有关系图片来源于网络
你说这雨滴毕竟是从高空下来
,降得那么快,不会给人造成伤害,真是让人感到神奇,今天咱们就来聊聊这个问题, 顺便解开一些你可能还有的疑惑 ,下次再碰下雨天的时候,也能跟旁边的朋友炫耀一番这些知识我可不是随便来的哦!一说起物理,很多人会觉得枯燥无味, 嗨 ,您别急,这次我们也许从生活中最常遇到的现象切入来聊,咱们先说说雨滴的形成,虽然小雨滴轻飘飘地落下来,但从上面往下看的时候,简直像是流动的水珠,形成了让人眼花缭乱的美景,雨滴在下落之前,会在云层中不断聚集, 变得越来越大 , 你想 ,如果一个雨滴如同一个小球,那么在它降落的过程中,难免会受到空气的阻力
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很多人可能不知道
,空气可不是稀薄无物的,实际上,空气就像是一种流体,特别是在雨滴下落的时候, 这种流体就会对雨滴施加一种叫「阻力」的力量 ,简单说, 这雨滴在空中掉的时候 ,空气就像一个看不见的「保护手」,帮助它减速听起来是不是有点神奇呢?既然说到阻力,我们来谈谈它是什么,大家可以想象, 运动的时候 ,如果一个人全力冲刺,但前面有一阵风迎面吹来,这种不顺的感觉就是运动中的阻力,在物理上,阻力是与速度有关系的,速度越快,阻力也越大, 这就像是你在运动的时候 ,越快越费力气一样
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这里就引出了「张老师」的课程了
,张朝阳作为物理老师,他常常用生动的例子来解释抽象的科学道理,大家听说过斯托克斯定律吗?这个东西其实蛮简单的,只要知道它何以存在就行,斯托克斯定律是关于小球体在流体中运动的规律, 它告诉我们 ,物体在流体中下落时所受到的阻力与物体的半径、速度和流体的粘度密切相关别急,咱再具体说说这个粘度,大家可以把流体想象成蜂蜜,粘稠且有厚度,相比于水, 蜂蜜在流动时的阻力可要大得多 , 这就是流体的「粘度」在发挥作用 ,对于雨滴来说,空气就是它的流体,而这空气的粘度,虽然小,但也足够影响到掉落的速度
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那么我们再回到雨滴身上,雨滴的半径差不多一毫米左右,作为雨滴下落的声音伙伴, 空气的粘度大约是00018帕斯卡·秒 ,按照斯托克斯定律计算, 雨滴的终端速度大约为每秒9米 ,这意味着什么?简单来说,雨滴下落的速度不会超过这个, 每秒9米其实毫不影响我们的日常生活 ,尤其是不会像冰雹那样砸得人心惊肉跳
想象一下,当我们在外面被雨淋到的时候,雨滴落在头顶、肩膀,轻轻的感觉就像在接受大自然的洗礼一样, 并不会让我们感到疼痛 , 尤其是在下雨的时候 , 都是一块块的积水 ,给人一种非常轻松愉悦的感受,根本没有下雨会砸死人的感觉
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再说说其实在我们身边
,斯托克斯定律并不仅仅适用于雨滴,你可能不知道,很多地方我们都能看到它的身影, 比如说 ,降落伞的设计,降落伞本身就像是一个大扇子,当你从高空落下的时候,伞面会抵挡空气, 不仅减速还防止摔伤 ,这其中的道理与斯托克斯定律同样息息相关,因为它也得克服来自空气的阻力除此之外
,还有我们熟悉的小球在水中沉浮,只要你曾经去游泳池, 就能体会到在水中游动与空气中的不同体验 ,水的黏度远远大于空气,所以当你在水中游的时候, 总是会感觉到需要用更大的力气 ,这其实就是在反映不同流体间的阻力差异,而这个差异正是斯托克斯定律的重要成果图片来源于网络
要说结束, 再来总结一下 ,原来,雨滴落下不会砸死人背后藏着的是物理知识的精妙, 懂得了斯托克斯定律 , 再举一反三 ,大家在生活中处处可见的物理规律,无不体现着生活的智慧,我们生活的每一刻,都在无形中接触和体验物理的微妙,如同下雨的时节,雨滴轻轻落下,我想这也是生活中一处安静的美丽
生活里从来不缺少知识,只要我们愿意去关注和观察,生活处处皆科学,每一个现象背后,都是种种物理定律在默默地支撑着我们,有了这些,咱们的生活就会变得更加丰富多彩,也更能让我们意识到科学的魅力,让我们学会用不同的视角去理解身边的世界,以后再碰雨天的时候您可就可以自信地跟朋友们讲起这些故事了!
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