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從太空扔一張A4紙,能落到地面嗎?中間會經(jīng)歷什么過程呢

2021-08-14 23:10 作者:西昆侖Bruce  | 我要投稿

有人提出了一個很有意思的問題,就是如果在天空中,隨手扔出一張紙,比如A4紙的話,能夠順利落到地面嗎?會不會在中途燃燒了呢?又或者會不會飄出太空而不會落到地面呢?

這個問題,確實有趣,不過其實并不復(fù)雜。

首先一點,我們需要搞清楚這個太空指的是什么,也就是高度范圍,如果是超過了地球大氣層之外很遠很遠的地方,那么毫無疑問是不可能落到地球上面的。

因為基本上會脫離地球引力的作用,最終成為了太空垃圾,永久飄散在太空中。

而既然能夠問到這樣的問題,那么就默認為雖然在大氣層之外,不過依舊在地球引力范圍之內(nèi)的。

也就是在卡門線上下,差不多就是海拔400公里的高度左右(擴大一點范圍就是100-1500公里的高空)。

這種情況下,不出意外的話,100%可以最后落到地面之上!

之所以有這樣的疑問,就是因為比如我們的宇宙飛船返回艙或者航天飛機,基本上在最后返回地球的時候,會經(jīng)過厚厚的大氣層,因為摩擦的作用,導(dǎo)致會起火,所以很多一次性火箭基本上最后都是專門利用大氣層來燃燒殆盡。還有我們看到的隕石也是,熊熊大火燃燒。

可是如果是一張紙的話,就不存在這樣的問題,因為紙很薄卻很大,也就是面積很大、體積一般,這種情況下,經(jīng)過大氣層的時候,是不可能引起燃燒的。

因為:一個物體要與空氣摩擦起火需要很大的動能和很小的體積,就是說速度和密度,一塊泡沫塑料永遠也不會與空氣摩擦起火的,瞬間的空氣阻力就把速度變沒了。

雖然最初紙攜帶很大能量,不過隨著空氣的密度越來越高,能量也會隨之減少!如果要燃燒,必須強行突破大氣層才會燃燒!!紙的速度會在隨著空氣的密度增加速度也會極速下降,所以會完整的落下來。

速度越大,阻力越大,再稀薄的空氣都會成為其加速度的障礙,另外,紙張?zhí)?,與空氣摩擦產(chǎn)生的熱量能迅速被導(dǎo)出,根本就不會發(fā)熱。

其實大氣密度沿高度變化的曲線是一個指數(shù)方程,可以擬合為一個二次多項式方程,近似算出密度的加速度變化規(guī)律,以此和重力加速度沿高度的變化規(guī)律進行比較,就可以知道到底是空氣密度變化快還是重力加速度變化快,如果前者快,說明紙張會做持續(xù)減速運動,就不會自燃了。

但是這樣的做法完全沒有必要,因為在最初進入大氣層的時候,肯定是不會燃燒,因為空氣溫度足夠低,而且也不具備條件,而進入大氣層之后,摩擦幾乎忽略,之后就更簡單了,看看下雨就知道了!

因此這個問題雖然沒有人試過,不過毫無疑問結(jié)論肯定會落到地面!

如果你有疑問,或許可以聯(lián)系聶海勝他們幾個航天員,現(xiàn)在還在太空上面,下次出艙的時候,讓他們順便帶一張紙做個實驗就知道了。


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