本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
假如一只蚂蚁不小心跟随飞机飞到了万米的高空之上 ， 又不小心从万米高空中以自由落体的速度落下 ， 那么它会被摔死吗？
【自由落体|一只蚂蚁从10000米高空以自由落体速度落下，会砸伤人吗？】自由落体
提到蚂蚁从万米高空中落下 ， 我们总会想到一个段子：一群博士生在群里讨论一滴雨滴从万米高空中 ， 以自由落体速度落下 ， 那么这滴雨滴能不能砸伤人 ， 结果有人多嘴说了一句：你们没有淋过雨吗？然后就被移出群聊 。
最开始这个段子讽刺的是博士们不懂生活常识 ， 但后来才明白雨滴从万米高空中落下能否砸到人的一个重要条件：自由落体 。
根据百科的解释 ， 自由落体运动的含义是：物体开始下落时的速度 ， 也就是初速度是0；物体下落过程中 ， 除了受重力作用之外 ， 不再受其他人额外外界的作用力；真空状态下 ， 任何物体在相同高度做自由落体运动时 ， 下落的时间都相同 。
以蚂蚁为例 ， 蚂蚁从万米高空坠落的自由落体速度公式为：
其中g=9.8m/s^2 ， 为了计算方便 ， 这里写成：10m/s^2 ， 通过计算得出蚂蚁从万米高空中坠落的速度约等于447m/s ， 比高铁的速度还要更快 。 较快的速度使得它们获得了势能 ， 如果砸到了人 ， 或许真的有可能砸伤对方 。
既然蚂蚁以自由落体的速度落下会砸伤人 ， 然而在现实中我们并没有见到这样的事情 ， 这究竟是为什么呢？
这其实是因为蚂蚁在从万米高空落下时 ， 还会受到空气阻力的干扰 。 在流体动力学中 ， 有一个公式可以用来计算质量比较小的物体落下时的速度 ， 这就是终端速度 。
该公式为
其中m代表着质量 ， g代表着重力加速度 ， 也就是10m/s^2 ， Cd为阻力系数 ， P为物体落下时的空气密度 ， A为物体的投影面积 。 Vt代表着终端速度 ， 也就是蚂蚁从万米高空中落下时的速度 。
最终得到的结果是 ， 蚂蚁落下来的速度非常低 ， 和一二级别的风差不多 ， 根本不会伤到人 。
其实雨水和蚂蚁一样 ， 它们的质量也非常小 ， 在受到空气阻力时 ， 它们还会因为和空气发生摩擦 ， 以至于部分水分又重新被汽化 ， 升入到天空中 。 并在天空上方重新凝结成小水珠 ， 组成云朵 ， 这也是为什么云朵中含有这么多的水 ， 但却没有砸下来的原因 。
能够形成降雨的云 ， 大多是云层之中的雨滴直径足够大 ， 能够在被完全汽化之前落到地球表面 ， 形成降雨 。
蚂蚁落下后 ， 生还希望有多大？
尽管蚂蚁从万米高空中坠落到地表上时的速度不快 ， 但蚂蚁生还的希望并不大 。
首先是时间问题 ， 由于蚂蚁重量轻 ， 再加上地球的风力作用 ， 会使得蚂蚁难以落到地面就又会被吹高或者吹跑 。 以至于长时间无法落到地球表面 ， 从而导致死亡 。
除此之外 ， 地球上有四大洋 ， 并且海洋面积辽阔 ， 占据了地球总面积的70%左右 ， 如果蚂蚁坠落到海洋之中 ， 那么蚂蚁生还的希望将会更小 。
除此之外 ， 蚂蚁无法适应地球上任何气候 ， 如果坠落到了它们的天敌聚集处 ， 或者是沙漠、极地地区等 ， 它们的生还的概率也非常小 。
只有比较幸运地落在和自己原产地差不多的地方 ， 蚂蚁才有可能在当地继续生存下去 。
总结
大气之中有许多质量并不怎么大的微小物体 ， 比如：粉尘 ， 火山灰等 ， 它们之所以没有坠落到地球表面 ， 是因为它们在坠落时会受到空气摩擦力的影响 ， 空气摩擦力能够起到减速的作用 ， 从而使它们到达地球表面的速度不至于过快 。
这也避免了地球上的生物经常被微小物体砸得头破血流 ， 毕竟大气层中存在着很多微小的粉尘颗粒 。
推荐阅读
- 平台|[原]蚂蚁集团SOFAStack：新一代分布式云PaaS平台，打造企业上云新体验
- 诺克比|爱德华·威尔逊写小说：把“蚂蚁社会”作为人类的一个隐喻
- 韦贝尔|爱德华·威尔逊写小说：把“蚂蚁社会”作为人类的一个隐喻
- 功能|蚂蚁电竞ANT491UC图赏：49寸配准4K分辨率，打造显示器中的爱马仕
- IT|26岁程序员尿液竟引来一群蚂蚁 当身体发出这几个信号就要小心了
- 人物|26岁程序员尿液竟引来一群蚂蚁 被确诊为糖尿病
- the|宾夕法尼亚州动物园的一只加拿大猞猁被证实感染冠状病毒
- 化石|罕见，全球最完整恐龙胚胎亮相福州！成年体竟是是一只“偷蛋”的贼？
- 恐龙|图集：最完整恐龙胚胎化石，像一只蜷缩在蛋里的小鸟
- 主任医师|消灭一只越冬蚊 等于斩断千只“蚊二代”后路