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下雨是出门淋一场雨就知道答案了！[捂脸][捂脸][捂脸][捂脸]

谈笑有鸿儒狂想曲

01

由一个笑话讲起

这又是个看起来很简单的问题——只是答案很简单，但是原因并不简单。

而且，这个问题，让我想起了听过的一个笑话（相信很多人都听过）：

我当时听了之后，哈哈大笑！

当然，我不是在笑那些博士，而是在笑这个讲故事的人——原来，他们就是这么理解一个博士的呀！

原来，博士在人们心中的地位连“白痴”都不如，哈哈哈哈哈......

当然，谁是“白痴”很明显——那就是相信这个笑话是真事儿的人。

02

回到这个问题

要回答这个“难题”，首先要知道什么是自由落体。

自由落体：

自由落体是指常规物体只在重力的作用下，初速度为零的运动；自由落体运动是一种理想状态下的物理模型。

既然是理想模型，那么说明现实生活中是不存在的，或者说，使用起来是需要限定一些条件的。比如：忽略空气阻力，这样才能使得雨滴下落时只受到重力，从而满足自由落体的条件。

在物理学上，的确也是分为两种自由落体的——一种是不考虑空气阻力的理想情况；一种是考虑空气阻力的现实情况。

研究“考虑空气阻力的自由落体”，对空气动力学领域有着重要的意义。

问题拆解：

所以，这个问题，我们也要分两种情况来讨论了！

其一，是直接按照理想情况的自由落体来计算；

其二，是考虑空气阻力来计算。

当然，这两种计算，都逃不了先讨论一个问题——那就是，雨滴到底是什么形状？

因为，无论是空气阻力，还是碰撞时的相互作用力，都和雨滴的形状有关系。

03

雨滴的形状

很多人都一直认为，雨滴有着流线型的泪滴形状。这也比较符合我们对水滴的观察。

比如下图：

但是，一滴水在下落初期的形状和后来稳定时的形状是不同的。

上图中的水滴是从某种物体（比如水龙头）上滴落的；下落初期，水滴的尾部会由于分子间的引力，而产生拉扯作用，从而形成尖尖的形状。

但美国宇航局的科学家们曾研究发现，事实上雨滴的形状更像汉堡面包，有着圆形的顶部和扁平的底部——所有将雨滴描述成泪滴形状的图形都是错误的。

如果不受任何外力，水会形成微小的球形；当雨滴落下的时候，刚开始空气阻力很小，基本处于失重状态，所以，雨滴最初会维持球形的形状。

如果雨滴直径更大，或者下落越来越快时，它就会形成汉堡的形状。这是由于，下方的空气阻力会向上推动它，使它的形状发生变化，形成汉堡形状。

随着雨滴的降落，它会保持这种形状，较大的雨滴（大约超过4.76毫米）最终会变化成类似于降落伞的形状，但最终也会分解成较小的雨滴。

我们现在得到结论：

1. 雨滴最大不会超过5毫米，这是由于水分子之间的作用力决定的；超过5毫米的雨滴，会在下落过程中自动分解。
   

2. 雨滴基本上是个球形（或者扁一点的汉堡），而不是圆头尖尾巴的形状！
   

03

考虑摩擦阻力，一步步追究到最后

如果提问者没有加上“自由落体”这几个字（即考虑空气阻力），可能答案就很明显了——你没淋过雨么？

但是，你有没有想过——“你没淋过雨么？”这个回答并不是很好——因为，它只是说出了结果，而没有表明原因。

继续问下去：

我们淋雨为什么不会被砸死呢？

回答可能也很简单——因为考虑空气阻力，那么雨滴下落的速度会很慢，不足以砸死一个人。

当然，一个冰雹就不好说了，特别是一个大的冰雹。

但是，新的问题又来啦！

为什么雨滴和冰雹都是从高空落下，但是落地的速度却不同呢？

为什么冰雹砸人很痛而雨滴不痛呢？

当我们像个孩子一样，不断的追问下去，你会发现，这并不是一个很好回答的问题了。

比如，上面问题的答案：

1.这是由于空气阻力的特征决定的；2.是由于液体和固体跟外物发生作用后的形变方式不同。

那么，空气阻力由什么来决定呢？

04

空气阻力大小的决定因素

一个物体所受的空气阻力，与其速度，接触面积，空气密度等都会有关系。

根据公式：

可以来计算空气阻力的大小，式中：

• C为空气阻力系数，该值通常是实验值，和物体的特征面积（迎风面积），物体光滑程度和整体形状有关；

  
  

• ρ为空气密度，正常的干燥空气可取1.293g/L，特殊条件下可以实地监测；
  

• S为物体迎风面积；
  

• V为物体与空气的相对运动速度。

  降落伞就是利用空气阻力的原理制作而成的。

由上式可知，正常情况下空气阻力的大小与空气阻力系数及迎风面积成正比，与速度平方成正比。

注意：这个公式，在V特别大的时候，会有一些变化。比如，在空气中如果速度达到2.5马赫（2倍的声音速度） 附近， 由于空气的摩擦， 会开始出现气动加热现象，从而影响空气阻力的大小。

当然，通常情况下，我们分析雨滴受到的空气阻力时，使用这个公式就可以了。

我们根据这个式子，来计算一下，一滴雨滴最终落地时的速度大小

我们设这个雨滴的直径有5毫米，基本算是最大的雨滴了；同时，我们再拿一个直径5毫米的冰雹做对比。

无论雨滴从多高的地方落下，当它的速度达到一定值时（设为V0），由于空气阻力等于了重力，雨滴就会变成匀速运动了。

列出方程：

R是水滴的半径，也就是2.5毫米。球形水滴的C值取0.5。

带入数据，可以求出V=10m/s。

注意的是，这个是最大的雨滴的速度，而普通的雨滴，速度只有最大速度的一半，即5m/s左右。

这里提一下冰雹，由于冰雹的直径可以比雨滴大很多，因此质量和落地速度也会大很多；而且由于冰雹是固体，和人脸接触后作用时间很短，在冲量一定的情况下，作用力会非常大！

大的冰雹，足以把人砸死。

05

雨滴对人的作用力

下面我们来计算一滴雨滴，落到人脸上，对人的作用力。

我们假定一个最大的雨滴，以最大速度10m/s落下来，撞击到脸上，变成一滩水。

如何计算人脸受到的力呢？

这里我们要用到动量定理（又叫冲量定律）：

雨滴质量m，速度v，直径为D，与人脸的作用时间为t，作用力F。

则可以列出方程：

其中t=D/v。

带入数据计算，可以得到F=1.31N。

同样，这是最大的雨滴，最大的力，一般的雨滴，如果直径是2mm，则这个F=0.15N。

根本不算什么，更不会把人砸死。

当然，密集的大雨点，可以把树叶和花朵砸落。

06

如果是理想的自由落体

理想的自由落体，模型和方程就会很简单。

比如方程如下：

假设从3000米的高度落下：

则V=245m/s ！

还是很惊人的！

加入这样一滴雨滴砸到脸上，那么力是多少呢？

同样带入冲量定理的方程：

算出来F=3142.8N！

相当于600斤的重力！

那么小的接触面积，能把你的脸砸穿了！

07

总结

现在，我们对这个问题进行总结：

如果不考虑空气阻力的自由落体，一滴雨落地的速度是245m/s，与人脸的作用力是3131N——会砸死人。

如果考虑空气阻力，一滴雨落地的速度是10m/s，与人脸的作用力是1.31N——不会砸死人。

我是宇宙物理学，这就是我的回答！

<strong>

宇宙物理学

我们每个人都经历过被雨淋，所以高空的水滴💧是不会对人有什么影响的。然而，如若仅只是考虑重力势能，并以此来计算3000米高空的水滴下落所获得的动能，却是不容忽视的。即便是在不死人，也会有明显的感觉。

如果一滴水的体积是一立方毫米，那么该滴水的质量约为1毫克。从3000米的高空到地面的重力加速度是30000米/秒方。而力等于质量乘以加速度，所以水滴到达地面的重力，从理论上讲可以达到30克米/秒方。相当于一两左右的物体在一米高处落下来的力量。

那么为什么我们没有对雨滴有明显的感觉呢？这是因为水滴并不是自由下落的，其会受到空气的阻力，从而极大地减缓了水滴下降的速度。

作为物理背景的空间会影响物体的运动，这在自然界中是普遍存在的。因为自然界是一个有机的系统，其中不存在绝对独立和自由的物体。

在我们的宇宙中，最为本底的物理背景就是由不可再分的最小粒子即量子构成的量子空间。正是因为如此，当物体的运动速度一旦接近于光速时，其能量的增大，就由原来的动能转变为相对于量子空间的势能，表现为速度的不变性。

这就是狭义相对论中的质量随速度的增加而变大以及为什么任何物体都无法达到光速的原因。

总之，由于空气的存在，水滴并非自由运动的物体，所以其高空坠落的重力是不会对人体产生明显的影响，是不会伤人的。

淡漠乾坤

砸不死人哦

以前头条上有一个笑话，说是一位大妈在一个博士群里发现有人提问“一滴水从很高很高的地方自由落体下来，砸到人会不会砸伤或致死？”于是博士们各种理论计算方法，足足讨论了近一个小时。但是一次次的讨论弄得大妈的手机一直振动，于是她想都没想直接回了一句，“你们没有淋过雨吗 ？有哪个伤着啦，还是死啦？”

群里突然死一般的寂静……

哈哈，这只是一个笑话大家别信以为真。

根据下面的公式（1）（2）（3），其实一滴水在重力的作用，在足够高的情况下理论上可以达到很高很恐怖的动能，是能砸死人的。

速度-时间公式：v=gt （1）

位移-时间公式;h=gt^2/2 （2）

速度-位移公式：v^2=2gh （3）

但是在实际环境中，水下落的过程中会受到空气阻力。当重力等于空气阻力时，水的动能不可能持续增加，所以一滴水在生活中是不可能砸死人的。

你看国际

陆地和海洋表面的水蒸发变成水蒸气，水蒸气上升到一定高度后遇冷变成小水滴，这些小水滴组成了云，被气流托着悬停、漂浮在空中；它们在云里互相碰撞，合并成大水滴；当它大到空气托不住的时候，就从云中落了下来，形成雨（所谓行云流水，云其实也是空中移动的水）。

地球上的水（地面水、海水）受到太阳光的照射后，变成水蒸气被蒸发到空气中。水汽在高空遇到冷空气便凝聚成小水滴。这些小水滴都很小，直径只有0.01～0.02毫米，最大也只有0.2毫米。它们又小又轻，被空气中的上升气流托在空中，就是这些小水滴在空中汇聚成云。

这些小水滴要变成雨滴降到地面，它的体积大约要增大100多万倍。这些小水滴是怎样使自己的体积增长到100多万倍的呢？它主要依靠两种方式。其一是凝结和凝华增大，其二是依靠云滴的碰并增大。在雨滴形成的初期，云滴主要依靠不断吸收云体四周的水气来使自己凝结和凝华。如果云体内的水气能源源不断得到供应和补充，使云滴表面经常处于(过饱和状态)，那么这种凝结过程将会继续下去，使云滴不断增大，成为雨滴。但有时云内的水气含量有限，在同一块云里，水气往往供不应求，这样就不可能使每个云滴都增大为较大的雨滴，有些较小的云滴只好归并到较大的云滴中去。 如果云内出现(水滴和冰晶共存)的情况，那么，这种凝结和凝华增大过程将大大加快。当云中的云滴增大到一定程度时，由于大云滴的体积和重量不断增加，它们在下降过程中不仅能赶上那些速度较慢的小云滴，而且还会“吞并”更多的小云滴而使自己壮大起来。当大云滴越长越大，最后大到空气再也托不住它时，便从云中直落到地面，成为我们常见的雨水。(当极限天气来临如严寒在特殊条件下形成冻雨或雪、冰雹)

通常在空气中，随着自由落体运动速度的增加，空气对落体的阻力也逐渐增加。当物体受到的重力等于它所受到的阻力时，落体将匀速降落，此时它所达到的最高速度称为终端速度。也就是说一滴雨对我们的冲击力基本不是很大，但是冰雹就不一样了。质量大，相对来说冲击力就更大。

叁餐君

别说一滴水从高处自由落体下来不会砸死人，哪怕就是大暴雨，持续下几个小时，这些雨水连续滴在同一个人身上它也不能砸死一个人！但是可以淹死人！

为什么说能淹死人呢？

因为大暴雨可以造成洪水泛滥，这样就有可能淹死人了！

雨滴是绝对不会砸死人的！

首先，经验与事实告诉我们，雨滴打在人身上绝对没有问题，不会砸死人。

我们都认为，物体在做自由落体运动的时候，由于受到地球的引力，会以9.8m/s的加速度加速，下落的速度会越来越快。

按理来说，速度越大，动能越大，对外做功能力越强，滴在人身上，对人体的伤害应该越大，如果云层的高度足够高的话，应该是可以砸死人的呀！

可是为什么不是这样呢？

原来雨滴下落的速度并不是可以无限增加的，因为雨滴在下落的过程中，不仅要受到重力，还要受到空气阻力，当重力和空气阻力平衡时，雨滴就不会继续加速了！

那什么时候阻力能和空气阻力平衡呢？

这要从空气阻力的影响因素说起！雨滴下落时所受的空气阻力与其下落速度有关，空气阻力f=½（CρSv²），其中C为空气对雨滴的阻力系数（可视为常量），ρ为空气的密度，S为雨滴的有效横截面积（迎风面积），v是雨滴下落的速度。

根据牛顿第二定律，G=f 时，雨滴就不会加速了。

mg=1/2(CρSv²)

可求得雨滴的最大速度：

1. 毛毛雨（雨滴直径为0.5mm左右）的雨滴最大速度为2米/秒
2. 暴雨（雨滴直径为5.5mm左右）的雨滴最大最大速度为8~9米/秒

这个速度肯定不会砸死人呀，哪怕是暴雨，它的最大速度才9米每秒，我们百米冲刺时速度为差不多是9米/秒，我们人被一个快速奔跑的人撞一下也不见得就能装死了，何况质量那么小的雨滴呢？

苹果科学

这个问题不是很复杂的，第一，需要测试出来一滴水在多少的速度的时候能致命。第二，根据自由落体的简易公式可以算出来高度，如果高度不是太高，我们可以认为g不变，大约就差不多了。如果高度太高，需要考虑g值的变化，因为高度越高g值越小，需要通过积分来做一下，就是万有引力做功等于水滴的动能。这种情况可以算出来在单纯考虑地球的情况下万有引力做功是不是有最大值，如果有而且这个值比致命动能小的话，那水滴自由落地不能致命，如果没有极大值或者极大值比致命动能大，那就可以致命，并且可以算出来高度。大约需要高等数学和高中物理水平可能算出来，并不难。

溪之谷居士

首先要知道什么是自由落体运动，自由落体运动是指在下落过程中只受重力不受其他力作用，而现实中雨滴下落过程中由于受空气阻力所以并不适用于本问题

假设一滴水质量为1克，从万米高空开始下落，不受空气，同时也不考虑下落过程中蒸发，根据中学自由落体知识到达地面时速度约为430米每秒，假设水滴和人体作用时间为0.01秒 平均作用力约为43牛顿，43牛是多大力呢，相当于相同时间也就是0.01秒用100克子弹4.3米每秒的速度产生的力。

实际雨滴由于空气阻力，有个最大速度，速度远远达不到自由落体运动的速度，估算一下速度最大约为100米每秒。实际上达不到这个值。

躬行深远

砸不死人

要知道，水滴从高空上落下来，不是自由落体运动，当不存在空气阻力的情况下才会有加速度

因为有了空气阻力，水滴最后的速度会趋近于一个有限值， 就是我们平常看到的从天上掉下来的水滴的速度

存在空气阻力，水滴的速度越大，空气阻力也就越大，会让水滴的速度变慢；我们知道，水滴不比弹珠，水滴的质量较小， 受到空气阻力的影响就越大，所以落下来的时候，雨滴的速度就砸不死人了，而且中途还存在水的蒸发、风阻等各种外因

然而实际中是否能造成伤害都要考虑其程度，水滴确实不会打伤人，然而若是用餐巾纸来接水滴，有时也会被打穿，这就是程度不同造成不同的结果

当然了，如果你能创造自由落体的条件，也就是真空，答案肯定是能砸死人的

最后，请不要再用“没淋过雨吗？被踢出群”的老段子来作回答了，要知道，知识可以给你带来更多思考方式，但是经验只是让你更快的解决问题

早起的混子

博士论文如下:雨点，体积，重量，高度，加速度，空气阻力，预想风向，列出各种数学物理公式，得出可能或不可能砸死人。正考虑如何写答案，一人从外雨中回来，安然无恙，忽有所悟写下;经物理实验，死不了。

關鍵字: 砸死 科学 自由落体