從太空扔一張A4紙,能落到地面嗎,落到地面是燃燒完了還是完好無損?

叫我東海


1、在靠近地球的太空,因為地球對這張A4紙的引力比其他星球對它的引力大,所以在一定的時間之後,最終是有會落到地球的。

2、物體經過大氣層降落地球會燃燒的前提是:這個物體下落的速度足夠快,能跟大氣層的空氣摩擦產生足夠的熱量。這樣的話,對於A4紙來說,由於空氣的阻力,下落的速度不可能會快到因摩擦到生熱而燃燒的。反而,在太空的時候,由於沒有大氣層的保護,這張紙早就可能被太陽直射,達到很高溫度而被“烤焦”了,而由於太空中氧氣幾乎為零,所以烤到多熱也不可能發生燃燒,只能像乾餾一樣烤乾、構成紙的有機物變質了,並且產生的一部分液態產物因為失重狀態會附在另一部分固態產物的表面。當他落到地球的時候,可能就像一塊黑色的、烤焦的薯片一樣。


新會譚生


能啊。

雖然太空的界定是100公里高度,紙張從這個位置開始下落的時候即便紙張有著7.9km/s的第一宇宙速度。

但紙張的結構是

一個接近於極限薄的長方體。這種東西在空氣中運動的時候阻力也是極大的。同時要知道的一點是,在卡門線的位置的空氣實際上也並不完全是靜止的,也有著接近於每秒7.9km的流動速度。

因此紙張在太空中投下後並不會因為速度差而和大氣劇烈的摩擦。

這種景象是不會有的。

而且紙張會逐漸的達到在大氣中的終端速度7米/秒左右。

至於紙張的幾千焦耳的勢能,會在不斷的和大氣摩擦中轉換為熱能發散掉。有熱量紙張不會燒起來嗎?——想多了!這些紙張摩擦大氣產生的熱能一共才幾千焦耳,而紙張從卡門線落到地面上需要將近6個小時的時間。在這段時間裡紙張摩擦大氣的熱量早發散光了。

對於宇宙降落來說紙張是有先天優勢的。但為什麼不將衛星做成紙張的形狀回收呢?

和落葉一樣,紙張飄落的路徑不可控。


軍武數據庫


這確實是一個有意思的問題,我們先來定義一下這個問題中的“太空”,所謂的“太空”指的是地球大氣層之外的宇宙空間。其實這個界限非常的模糊,但一般可以認為在距離地表400公里的外大氣層,就可以稱為“太空”了。

第二個問題:這張A4的紙是從什麼地方扔下來的?也就是說,我們還要考慮這張A4紙的初速度。比如說如果我們是從繞地球運行的空間站把這張A4紙扔下來,那麼這張A4紙就擁有和空間站一樣的速度,大約為每秒7.9公里(第一宇宙速度)。

在這種情況下,我們扔紙的動作只是相當於給這張A4紙做了一個輕微的變軌,由於外層空間幾乎沒有阻力存在,所以這張A4紙會繼續圍繞著地球運行,我們也就不用指望它會掉下來了。

因此,我們應該把這張A4紙的初速度設為零。於是這個問題就變成了:在距離地表400公里的位置,扔下一張初速度為零的A4紙,它能夠平安的落到地面嗎?

很多人都會認為,這張A4紙會在空氣阻力的作用下,飄飄蕩蕩地緩緩落下,然後平安的降落到地面,但實際上並不是這樣。

需要指出的是,地球大氣層的密度並不是隨著高度逐漸減小的,大氣層的空氣約97%都集中在平流層(距離地表約9到45公里)以下,其中約75%又集中在對流層(距離地表約0到18公里)以下。

而從平流層再往上的話,空氣的密度會隨著高度的增長而指數級地下降。事實上,超過了100公里,空氣的密度就會變得極為稀薄,因此,在距離地表100公里以上空氣的阻力幾乎可以忽略不計。

這也就意味著這張從距離地表400公里處掉下來的A4紙,會經過長達300公里的、幾乎不受阻力的自由落體運動。關於這個推論,大家可以回憶一下我們中學時曾做過的實驗,在真空管(其實不是絕對真空,還是有少量的空氣)內,同樣高度的鐵球與羽毛,幾乎是同時落地。

根據自由落體公式 v = 根號下(2gh)(為了方便計算我們設g = 10米/平方秒),我們可以計算出,當這張A4紙抵達距離地表100公里處時,其速度大約為2450米/秒。

我們從能量的角度來看看這張A4紙會有什麼遭遇,通常來講一張A4紙的質量約為4.3659克,我們取其整數,即0.004kg,將其代入動能公式,Ek =( m x v^2)/2(這裡的 m 代表A4紙的質量),可以得到此時這張A4紙所攜帶的動能 Ek 約為12000焦耳。

12000焦耳是什麼概念?這裡舉個例子來比較一下, AK47 步槍大家知道吧,它的子彈出膛時攜帶的動能約為1383焦耳。

攜帶動能為12000焦耳的A4紙,一頭扎進稠密的大氣層,其自身攜帶的大部分動能會在短時間內釋放出來,其後果就是,這張A4紙瞬間解體,並在很高的溫度下燒得渣都不剩!

這裡要說明一下,以上的描述都是理想化的,實際上在距離地表100到400公里的大氣層中,還是存在著少量的空氣,它們會製造一些阻力。而距離地表100公里的位置,大氣也不是突然一下變得非常稠密,它有一個漸進的過程。

雖然這些因素都會影響整個計算的精確度,例如這張A4紙攜帶的動能要比理論值小一些,相應的釋放能量的值也會減少,但總的來講,這些影響是改變不了最終結果的,哪怕動能減少到只有我們計算出的三分之一,這張A4紙都是絕對到不了地面的!


回答完畢,歡迎大家關注我們,我們下次再見`


魅力科學君


首先,之所以問題會用“一張紙”,而不用一塊石頭,就是因為紙有不較大的迷惑性,因為紙張比較輕,而石頭聽起來比較重。事實上,在太空中,一張紙與一塊石頭並不會有什麼不同,我們可以在太空中拿起一張紙,同樣可以輕而易舉地“舉起”任何重量(哪怕一萬噸)的石頭!所以,不要被“一張紙”迷惑了,把紙換成石頭,結果是一樣的。

然後需要明確一點:太空的定義!通常來講,“太空”是一個相對模糊的概念,我們會默認為遠離地球的空間都屬於太空,基本上在距離地球400公里之外都屬於太空的範圍。這裡又分兩種情況。

如果是在環繞地球運動的空間站上扔下一張紙,相當於這張紙與空間站的速度一致,大約是第一宇宙速度(7.9千米每秒)。由於外太空幾乎就是真空,這張紙會隨著空間站一起環繞地球運行,當然不會像在地球上飄起來。我們也很難指望著這張紙能掉在地面上了。不過隨著時間推移,紙的速度會下降(下降速度非常慢),進而會向落向地面,不過並不會垂直落下來。落到大氣層中的紙張速度會非常快,與隕石落入大氣層的效果相差不大。

如果不是在環地軌道上扔下紙張,而是在遙遠的外太空,比如說太陽系之外的浩瀚外太空,這張紙很可能會永遠漂浮在虛無的太空中,而這時的紙張其實就相當於如今漫無目的地遊蕩在宇宙間的各種隕石彗星一樣,只是紙張比較輕罷了。理論上紙張會一直漫無目的地漂浮在太空中,直到有一天可能會被某個星球的引力捕獲,就像地球捕獲各種隕石那樣。不過這種幾率是非常低的,基本上不可能。

就像美國發射的旅行者一號飛船一樣,在2025年左右這艘飛船將徹底自由,不受人類控制,自由地飛行在星際空間,可以長達數十億年之久!


宇宙探索


假設這張紙會落到地面,因為它比較輕,而不會燃燒的話。那麼所有象紙一樣輕小的碎片都會慢慢穿過大氣層落到地面上。那麼慧星尾掃過地球的時候會有很多輕小的塵埃落下,億萬年之後必然會形成積累


鏈約眾智


為什麼不扔a8紙?


俯仰群山


落不下來,會保持第一宇宙速度。


ScholarMartin


如果相對於地球而言,這張紙最終會以塵埃降落於地球。


高峰Leo


往太空中扔一張紙,能落到地面嗎,會不會燃燒完?這是兩個不同的問題。

首先,往太空隨意某處丟一張紙,要從兩個角度來考慮,有限時間和無限時間。在有限時間,比如幾百萬年,幾千萬年,有可能這張紙還是飄在太空行到不了地面。因為宇宙太大了,有限的時間有限的速度,對於這種宇宙怪獸來說,根本不算什麼。但是,如果在無限時間裡,這張紙是一定會“落地”的,宇宙是變化的,他會膨脹,也會收縮,變化就意味著無盡可能。也許某處一次大爆炸,產生極大衝擊波,給了這張紙一個極大的動力,加速它飛向某一星球(有一點,這裡的地面,不是特指的地球表面,是代指任何宇宙物體表面),加上萬有引力的作用,所以我認為,在無限時間下,這張紙飛向某一個星球表面,是必然事件。

其次,我們分析一下,是不是一定會燃燒?我認為不一定。我們看到,地球上有隕石或者什麼其他的東西掉落下來會燃燒,那是因為地球的大氣環境,也正是這個東西,保護了我們地球上的生靈,在此我們要感謝她。但是別的星球不一定有這樣的大氣環境。

最後,總結一下我的觀點,宇宙很大,不要侷限於地球,拋開中心,有可能想得更遠。





愛玩隊長


增加一個前設條件,忽略太陽幅射產生的熱量,只考慮“紙張下落摩擦大氣層,會造成燃燒”的問題。

我的回答是不會。

1. 紙張不會是垂直墜落地球,應該是繞著地球下降,離地距離下降400公里,實際運行可能是800~1000公里或更長。延長大氣對紙張的減速距離和時間。

2.紙張翻滾造成降速。

3.大氣摩擦即產生熱量也會帶走熱量。


分享到:


相關文章: