从太空扔一张A4纸,能落到地面吗,落到地面是燃烧完了还是完好无损?

叫我东海


1、在靠近地球的太空,因为地球对这张A4纸的引力比其他星球对它的引力大,所以在一定的时间之后,最终是有会落到地球的。

2、物体经过大气层降落地球会燃烧的前提是:这个物体下落的速度足够快,能跟大气层的空气摩擦产生足够的热量。这样的话,对于A4纸来说,由于空气的阻力,下落的速度不可能会快到因摩擦到生热而燃烧的。反而,在太空的时候,由于没有大气层的保护,这张纸早就可能被太阳直射,达到很高温度而被“烤焦”了,而由于太空中氧气几乎为零,所以烤到多热也不可能发生燃烧,只能像干馏一样烤干、构成纸的有机物变质了,并且产生的一部分液态产物因为失重状态会附在另一部分固态产物的表面。当他落到地球的时候,可能就像一块黑色的、烤焦的薯片一样。


新会谭生


能啊。

虽然太空的界定是100公里高度,纸张从这个位置开始下落的时候即便纸张有着7.9km/s的第一宇宙速度。

但纸张的结构是

一个接近于极限薄的长方体。这种东西在空气中运动的时候阻力也是极大的。同时要知道的一点是,在卡门线的位置的空气实际上也并不完全是静止的,也有着接近于每秒7.9km的流动速度。

因此纸张在太空中投下后并不会因为速度差而和大气剧烈的摩擦。

这种景象是不会有的。

而且纸张会逐渐的达到在大气中的终端速度7米/秒左右。

至于纸张的几千焦耳的势能,会在不断的和大气摩擦中转换为热能发散掉。有热量纸张不会烧起来吗?——想多了!这些纸张摩擦大气产生的热能一共才几千焦耳,而纸张从卡门线落到地面上需要将近6个小时的时间。在这段时间里纸张摩擦大气的热量早发散光了。

对于宇宙降落来说纸张是有先天优势的。但为什么不将卫星做成纸张的形状回收呢?

和落叶一样,纸张飘落的路径不可控。


军武数据库


这确实是一个有意思的问题,我们先来定义一下这个问题中的“太空”,所谓的“太空”指的是地球大气层之外的宇宙空间。其实这个界限非常的模糊,但一般可以认为在距离地表400公里的外大气层,就可以称为“太空”了。

第二个问题:这张A4的纸是从什么地方扔下来的?也就是说,我们还要考虑这张A4纸的初速度。比如说如果我们是从绕地球运行的空间站把这张A4纸扔下来,那么这张A4纸就拥有和空间站一样的速度,大约为每秒7.9公里(第一宇宙速度)。

在这种情况下,我们扔纸的动作只是相当于给这张A4纸做了一个轻微的变轨,由于外层空间几乎没有阻力存在,所以这张A4纸会继续围绕着地球运行,我们也就不用指望它会掉下来了。

因此,我们应该把这张A4纸的初速度设为零。于是这个问题就变成了:在距离地表400公里的位置,扔下一张初速度为零的A4纸,它能够平安的落到地面吗?

很多人都会认为,这张A4纸会在空气阻力的作用下,飘飘荡荡地缓缓落下,然后平安的降落到地面,但实际上并不是这样。

需要指出的是,地球大气层的密度并不是随着高度逐渐减小的,大气层的空气约97%都集中在平流层(距离地表约9到45公里)以下,其中约75%又集中在对流层(距离地表约0到18公里)以下。

而从平流层再往上的话,空气的密度会随着高度的增长而指数级地下降。事实上,超过了100公里,空气的密度就会变得极为稀薄,因此,在距离地表100公里以上空气的阻力几乎可以忽略不计。

这也就意味着这张从距离地表400公里处掉下来的A4纸,会经过长达300公里的、几乎不受阻力的自由落体运动。关于这个推论,大家可以回忆一下我们中学时曾做过的实验,在真空管(其实不是绝对真空,还是有少量的空气)内,同样高度的铁球与羽毛,几乎是同时落地。

根据自由落体公式 v = 根号下(2gh)(为了方便计算我们设g = 10米/平方秒),我们可以计算出,当这张A4纸抵达距离地表100公里处时,其速度大约为2450米/秒。

我们从能量的角度来看看这张A4纸会有什么遭遇,通常来讲一张A4纸的质量约为4.3659克,我们取其整数,即0.004kg,将其代入动能公式,Ek =( m x v^2)/2(这里的 m 代表A4纸的质量),可以得到此时这张A4纸所携带的动能 Ek 约为12000焦耳。

12000焦耳是什么概念?这里举个例子来比较一下, AK47 步枪大家知道吧,它的子弹出膛时携带的动能约为1383焦耳。

携带动能为12000焦耳的A4纸,一头扎进稠密的大气层,其自身携带的大部分动能会在短时间内释放出来,其后果就是,这张A4纸瞬间解体,并在很高的温度下烧得渣都不剩!

这里要说明一下,以上的描述都是理想化的,实际上在距离地表100到400公里的大气层中,还是存在着少量的空气,它们会制造一些阻力。而距离地表100公里的位置,大气也不是突然一下变得非常稠密,它有一个渐进的过程。

虽然这些因素都会影响整个计算的精确度,例如这张A4纸携带的动能要比理论值小一些,相应的释放能量的值也会减少,但总的来讲,这些影响是改变不了最终结果的,哪怕动能减少到只有我们计算出的三分之一,这张A4纸都是绝对到不了地面的!


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魅力科学君


首先,之所以问题会用“一张纸”,而不用一块石头,就是因为纸有不较大的迷惑性,因为纸张比较轻,而石头听起来比较重。事实上,在太空中,一张纸与一块石头并不会有什么不同,我们可以在太空中拿起一张纸,同样可以轻而易举地“举起”任何重量(哪怕一万吨)的石头!所以,不要被“一张纸”迷惑了,把纸换成石头,结果是一样的。

然后需要明确一点:太空的定义!通常来讲,“太空”是一个相对模糊的概念,我们会默认为远离地球的空间都属于太空,基本上在距离地球400公里之外都属于太空的范围。这里又分两种情况。

如果是在环绕地球运动的空间站上扔下一张纸,相当于这张纸与空间站的速度一致,大约是第一宇宙速度(7.9千米每秒)。由于外太空几乎就是真空,这张纸会随着空间站一起环绕地球运行,当然不会像在地球上飘起来。我们也很难指望着这张纸能掉在地面上了。不过随着时间推移,纸的速度会下降(下降速度非常慢),进而会向落向地面,不过并不会垂直落下来。落到大气层中的纸张速度会非常快,与陨石落入大气层的效果相差不大。

如果不是在环地轨道上扔下纸张,而是在遥远的外太空,比如说太阳系之外的浩瀚外太空,这张纸很可能会永远漂浮在虚无的太空中,而这时的纸张其实就相当于如今漫无目的地游荡在宇宙间的各种陨石彗星一样,只是纸张比较轻罢了。理论上纸张会一直漫无目的地漂浮在太空中,直到有一天可能会被某个星球的引力捕获,就像地球捕获各种陨石那样。不过这种几率是非常低的,基本上不可能。

就像美国发射的旅行者一号飞船一样,在2025年左右这艘飞船将彻底自由,不受人类控制,自由地飞行在星际空间,可以长达数十亿年之久!


宇宙探索


假设这张纸会落到地面,因为它比较轻,而不会燃烧的话。那么所有象纸一样轻小的碎片都会慢慢穿过大气层落到地面上。那么慧星尾扫过地球的时候会有很多轻小的尘埃落下,亿万年之后必然会形成积累


链约众智


为什么不扔a8纸?


俯仰群山


落不下来,会保持第一宇宙速度。


ScholarMartin


如果相对于地球而言,这张纸最终会以尘埃降落于地球。


高峰Leo


往太空中扔一张纸,能落到地面吗,会不会燃烧完?这是两个不同的问题。

首先,往太空随意某处丢一张纸,要从两个角度来考虑,有限时间和无限时间。在有限时间,比如几百万年,几千万年,有可能这张纸还是飘在太空行到不了地面。因为宇宙太大了,有限的时间有限的速度,对于这种宇宙怪兽来说,根本不算什么。但是,如果在无限时间里,这张纸是一定会“落地”的,宇宙是变化的,他会膨胀,也会收缩,变化就意味着无尽可能。也许某处一次大爆炸,产生极大冲击波,给了这张纸一个极大的动力,加速它飞向某一星球(有一点,这里的地面,不是特指的地球表面,是代指任何宇宙物体表面),加上万有引力的作用,所以我认为,在无限时间下,这张纸飞向某一个星球表面,是必然事件。

其次,我们分析一下,是不是一定会燃烧?我认为不一定。我们看到,地球上有陨石或者什么其他的东西掉落下来会燃烧,那是因为地球的大气环境,也正是这个东西,保护了我们地球上的生灵,在此我们要感谢她。但是别的星球不一定有这样的大气环境。

最后,总结一下我的观点,宇宙很大,不要局限于地球,抛开中心,有可能想得更远。





爱玩队长


增加一个前设条件,忽略太阳幅射产生的热量,只考虑“纸张下落摩擦大气层,会造成燃烧”的问题。

我的回答是不会。

1. 纸张不会是垂直坠落地球,应该是绕着地球下降,离地距离下降400公里,实际运行可能是800~1000公里或更长。延长大气对纸张的减速距离和时间。

2.纸张翻滚造成降速。

3.大气摩擦即产生热量也会带走热量。


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