人从多高的地方落水会摔死?趣问万物
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撰文 | Mirror
图源:Pixabay
你可能听说过,从很高的地方跳水,无异于撞击水泥地。
水虽为流体,但流体都有一个性质——物体速度越快,流体对其施加的阻力越大。高速撞向水面的人体会受到水体的巨大阻力,在极短的时间内停下,由此产生的瞬时加速度可达重力加速度(g)的上百倍,而普通人在短时间内能承受的加速度不超过9g。
当人从高空自由落体时,空气阻力同样也会随速度的增大而增加,大约在450米时,重力与阻力平衡,人体就会达到53米/秒的终端速度,不再增速,但以这个速度无防护落水,就如同把鸡蛋往地上砸。
而要达到伤亡的程度,根本不需要这么高。虽然跳水运动员可以从10米高台优雅地跃入水中,但换成普通人,如果落水姿势不当,就可能造成脱臼、骨折,甚至瘫痪。
专业跳水运动员和悬崖跳水的极限运动者之所以能从20多米高,甚至50米高处跳到水里,那都是长期苦练出来的。尽管如此,他们也会因此受重伤。
影响跳水安全性的因素有很多,除了至关重要的落水速度,姿势也很关键。曾有研究者分析了44个高处落水案例(16米以上),其中脚先落水、双手上举的落水者存活率最高,而躺着入水的危险性最高。
悬崖跳水运动(请勿模仿)| 图源:Flickr
这是因为脚与水的接触面很小,受到的阻力相对全身落水要小,这延长了身体的减速时间,减小了身体要承受的瞬时加速度。冲击力沿腿部向上传,经过关节缓冲,减小了对内脏和头部的冲击,但同时腿脚作为开路先锋也容易发生骨折。
研究者分析案例后认为,使用"最保险"姿势能够幸存下来的最大落水速度是30米/秒,相当于从57米的高度跳水。当然,这样的高度普通人不死也残。
笔记本越来越轻薄,
充电器为什么还那么大?
图源:Pixabay
现在的电子产品都在追求极致轻薄,但笔记本电脑仍离不开一个大大的"拖油瓶"——笨重的充电器。
笔记本充电器最"累赘"的部分是一个砖块般的适配器。但笔记本还真离不了它。这个适配器中装有变压器、整流器、滤波器等复杂结构,包含上百个电子元件。
适配器内部结构 | 图源:Wikipedia
我国的家用电压是220伏,但笔记本所需的电压很小,一般只有12~19伏,手机需要的就更小了。
从插座直接输入的电压不仅太大,还是交流电,而电脑、手机等设备需要的是直流电,这就需要适配器对电流进行转换。一些大电器的适配器可以整合在机身中,但对手机、笔记本这些便携设备就显得太笨重,于是安在了充电器上,手机的充电头也是个适配器。
手机充电器的适配器 | 图源:Wikipedia
适配器中的变压器将高压交流电转化为低压交流电,然后由整流器和滤波器输出为低压直流电。由于笔记本需要的输出功率比手机大得多,它的适配器也更大。不过生厂商也在努力改进这一点,一些笔记本的适配器已经小巧许多。
饮水机的制冷原理和冰箱一样吗?
图源:Pixabay
帮你在夏天续命的冰箱和空调靠的是压缩机制冷。压缩机会压缩制冷剂气体,后者温度随着加压升高,然后通过热交换器散热变成液态,接着制冷剂从高压区流向低压区,在低压下蒸发,吸收热量,再排出去,不断循环,冰箱内或屋内温度就被降下来了。
饮水机也有使用压缩机制冷的,但这种制冷设备体积大、噪音大,所以现在的饮水机普遍使用半导体制冷。它巧妙地利用了佩尔捷效应 (Peltier effect) :当两种导体通电时,它们的接头处会发生吸热或放热现象。效应的强弱取决于导体本身的性质和接触面温度。纯金属导体的佩尔捷效应很弱,而用N型半导体和P型半导体的效果好得多。用许多对这样的半导体组成热电堆,便可制造出几十摄氏度的温差。
由于半导体制冷设备轻巧、安静,也被用于车载冰箱,但对家用冰箱和空调这样的大家电而言成本就太高了。
大象为什么跳不起来?
图源:Pixabay
你或许见过大象在动画片里蹦蹦跳跳,但在现实中它是不会这么干的。不是因为身为大象要稳重,而是因为它天生做不到。
大象敦实的腿总让人联想到柱子,它们确实像柱子一样又粗又直,不好弯曲膝盖。
跳跃不仅需要灵活的膝盖,还需要强健的跟腱和小腿肌肉,而大象看着壮,这方面却挺弱的。因为这些弱点,大象不但不跳,也不爱跑,偶尔小跑也不超过24千米/小时。这些吨级大个头更擅长远距离慢悠悠行进,就像这次云南大象北上。
科学家猜测大象的重量级身材让它在掠食者面前防御力Max,因而不需要像小动物那样慌忙逃窜。而且这样庞大的身躯蹦一下,要是不小心摔倒了,别说翻身不容易,还可能摔伤自己。
大象:不会跳有啥?我的"第五条腿"灵活着呢!(甩象鼻)
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