从百层高楼上抛下的一元硬币会砸死人吗？

摩天大楼暗藏杀机？

跟着经济迅猛成长，高层建筑越来越多，此中不乏百层以上的超高层建筑。除了828米高、163层的哈利法塔；632米高、128层的上海大厦；601米高、120层的阿布拉吉·阿尔·贝特（沙特）大厦；597米、117层的天津117大厦；599米高、115层的深圳安然金融中间外，还有好几座高度跨越700米的摩天大楼正在扶植中。

当你从这些高耸入云的钢铁和水泥丛林下方颠末，是否曾有过这样的担忧：万一有小我从楼顶扔工具下来——好比一枚一块钱的硬币，它会不会砸穿头颅，杀死本身？

摩天大楼暗藏杀机？

这个问题看似无聊，此中却暗含很多科学事理。所以今天我们从科学的角度来阐发一下超高空抛物：从一座百层高楼的楼顶扔一枚一元硬币下来会若何？它会砸死人吗？

自由落体活动

因为万有引力的关系，我们扔出去的物体城市因为重力而落回地面，无论它是一枚硬币仍是一颗苹果。当一个当作熟的苹果从树枝落到地面，我们经常称之为自由落体。

一个失落落的苹果

当外部前提不异时，两个分歧质量的球体下落的速度与它的重量没什么关系，意大利科学家伽利略早在公元16宿世纪就证实了这一点。传说他从比萨斜塔标的目的下扔了一大一小两个铁球，成果这两个重量相差悬殊的铁球“同时”落到地面，由此证实了16宿世纪科学界遍及认同的“下落物体的速度与其重量当作正比”的理论是错误的，现实上自由落体的速度与其自己的质量无关。

比萨斜塔与伽利略尝试纪念牌匾

铁球真的是“同时落地”吗？

当我将这个问题抛标的目的正在读高中的儿子时，他不加思考地回覆说：“是啊！按照牛顿第二心猿意马律，两个铁球应该同时落地。”

是吗？事实并非如斯。

若是伽利略从比萨斜塔50米的高处同时扔下一颗1千克的小铁球和一颗10千克的大铁球，应该是小铁球先落到地面，大铁球要稍晚一点点。

因为大铁球体积更大，它受到的空气阻力也更大，只是因为在如斯短的距离内(50m)空气阻力对铁球的速度影响很小，是以它的感化经常被忽略，于是我们将铁球或苹果的下落称为自由落体。

自由落体在相等时候内的下降距离

铁球落地用了几多时候？我们经由过程自由落体方程：

d = gt² ÷ 2

将下落高度d=50m，重力加快度g=9.807m/s² 代入公式，可以得出：

t = 3.19s

是以理论上铁球落地的瞬时速度应为：

v = gt = 10.18m/s

牛顿力学的自由落体是将空气阻力解除在外的，很显然你不会将一片羽毛或一张纸的飘落称为自由落体活动。在铁球下落的过程中，感化于铁球的不只有地球的重力，同时还有一个标的目的上的拖拽力。这个拖拽力的巨细不仅与铁球的巨细、外形和概况粗拙度相关，还与空气的密度以及铁球的活动速度有紧密亲密关系。

计较空气阻力的方程比力复杂，它凡是简单暗示为：

空气阻力方程

此中F暗示空气阻力（拖拽力）；ρ暗示空气的密度；v暗示物体活动速度；A是物体在活动偏向上的投影面积；C是阻力系数，这是一个无量纲数，它取决于物体的外形、滑腻度等等方面。由此我们可以看出，两个下落的铁球的巨细（A）与下降速度（v）决议了其所受空气阻力巨细，铁球越往下失落，它们之间的速度差就越较着。是以两个分歧巨细的铁球落地时候是不不异的，体积大的会晚落地。

硬币的下落分歧于铁球

同样是金属成品，因为外形的分歧，硬币的下落过程与铁球存在很大差别。

一元硬币

今朝正在畅通的一元硬币为钢芯镀镍材质，直径25mm，厚度1.85mm，重约6克。这类小质量的扁平状物体在从高空下落的过程中碰到的空气阻力比起铁球要复杂得多。

湍流与摩擦

由上图我们不难看出，铁球鄙人落的过程中持续受到空气摩擦力和湍流的影响，它们配合组成空气阻力；而硬币在垂直下落过程中受到的摩擦力最大、湍流最小，当它以程度状况下落时受到的空气湍流最大、摩擦力变小。事实上硬币鄙人落的过程中大多处于随机翻腾的状况，是以我们回过甚来看空气阻力方程，此中ρ、v、C和A都在不竭转变，你很难切确计较它到底受到了几多空气拖拽力。与此同时，硬币的下落路径也并不是直线或抛物线，它更像是一片树叶胡乱扭捏着“飘落”到地面。

姿势决议速度

一小我若是从高空的飞机上失落下来是惊险刺激且必死无疑的，除非他有下降伞。有下降伞就大要率不会死，于是有很多人爱上跳伞活动。