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從飛機上扔下一個生雞蛋,落地時雞蛋會是生的還是熟的?

  • 由 迷你數智 發表于 綜合
  • 2022-03-26
簡介下面說說這兩種作用力的影響:在垂直方向,雞蛋會受到重力和垂直方向上的空氣阻力

摔雞蛋是什麼意思

民航飛機飛行高度一般在8。8—12。5km之間,巡航速度一般在900km/h。如果在這個高度扔下雞蛋,基本不用關心是生是熟了。因為,雞蛋已經蒸發殆盡了。為什麼這麼說呢?理由如下:

從飛機上扔下一個生雞蛋,落地時雞蛋會是生的還是熟的?

1、溫度

從靜態上來觀察,從海平面每上升100米,氣溫下降0。6度,那麼9000米的高空溫度應該比海平面降低了54℃。假設海平面溫度為30℃,那麼9000米高空就是-24℃。雞蛋如果靜態地呆在這個環境,會怎麼樣呢?答案是會凍裂。因為,低溫會使雞蛋中的水分結冰導致體積膨脹。凍裂以後從天上掉下來,雞蛋肯定飛灰湮滅了。更何況雞蛋麵臨的是動態的複雜環境,包括速度導致的空氣摩擦,可能面臨的撞擊。

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2、速度

雞蛋在脫離飛機的瞬間,會具有飛機巡航速度的慣性。同時還會受到垂直方向地球的引力和空氣阻力、以及水平方向空氣阻力的影響。在這兩個方向的力的作用下,雞蛋會怎麼樣呢?答案依然是灰飛煙滅。下面說說這兩種作用力的影響:

在垂直方向,雞蛋會受到重力和垂直方向上的空氣阻力。一個雞蛋大約50g,它受到的重力=mg=0。49牛,方向指向地心。而空氣阻力是和速度的平方成正比,計算公式為1/2ρcv^2,方向和雞蛋運動方向相反。在這兩種力的作用下,雞蛋相對於飛機,會先做向後下方的拋物線運動,最後做勻速的下落運動。

如果阻力系數ρ取1。2kg/m^3,雞蛋迎風面積取0。0013m^2。根據粗略計算,雞蛋剛離開飛機的瞬間,會受到約632N的空氣阻力。但雞蛋在均勻受力的情況下,最多隻能承受大約333N得力。從數值對比來看,雞蛋必然會被擊碎。

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3、能量

從9000米飛機上墜落的雞蛋,從能量的角度看,它擁有約mgh=4410焦耳的重力勢能和1/2mv^2=156250焦耳的動能。兩者相加擁有約16萬焦耳的能量。假設雞蛋不破裂下落的話,最後的最大速度約=sqrt(2mg/ρc)=90km/h。也就是說最後剩餘動能=1/2mv^2≈16焦耳,可忽略不計,這16萬焦耳大部分被空氣摩擦轉化為熱量了。而雞蛋的成分比較複雜,有水、蛋白質等。我們按比熱容較大的水(4。2/g)來計算,16萬焦耳全部轉化為熱量的話,溫度可升高到700多度。就算熱量會在下落中持續散失,但也足以將雞蛋化為灰燼了。

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總結

綜合上面三個方向,雞蛋如果從高空巡航的民航飛機中扔出,基本上會被化為灰燼,根本無法落到地面。

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