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试着展开一下那个“一滴水自由落体的问题”

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发表于 2016-12-26 10:20:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 dfy99 于 2016-12-26 11:24 编辑

         老社区的帖子,好多社友都看过,实在不想在那聊,转过来说下我的想法。先转下原帖
       【网上有个笑话,基本上可以分为两类不同的笑点。昨晚某人误入一个博士群里。有人问:一滴水从很高的地方自由落体下来,砸到人会不会砸伤?群里一下就热闹起来,各种公式,各种假设,各种阻力,重力,加速度的计算,足足讨论了近一个小时。这时某人默默的问了一句:你们没有淋过雨吗?群里突然死一般的寂静......然后某人就被踢出群了。
          有的人认为,博士们太书呆子了,简单的生活问题都不注意。也有人认为,某人是个白痴,连讨论的前提都没看清。
          放老百姓多认为是前者,这也反应了我国素质教育水平之低,如果是工程师也认为是前者,那就是彻头彻尾的白痴了。】         丢开那些脑残的讨论不谈,一步一步来展开,没打草稿,说道哪是哪。
1,先按最理想的假设,没阻力,没蒸发,没损失,简单的自由落体问题,根据势能求速度,高中物理问题,v=根号下2gh。很高的话速度应该是很大的,但是因为是水 ,流体,我想此时的“砸力”应该按水射流来计算。
2,进一步,有阻力。风阻大小与速度成正比,可以硬算,也可以写个微分方程(笔记在家,手写怕误导),足够高嘛,速度是可以增加到极值的。然后依然按水射流计算。
3,足够高,高到一定值的时候g就不是个常数了。不过终究是会落到地面的,前半段描述不会,后半程跟2是一样的。
4,考虑实际情况,这滴水是雨水的话,雨的形成过程,高空中的环境状态,下来时候的相变(不确定是否有相变),水滴变形之后风阻的具体表达式,水滴稳定后会变成什么形状,速度大了会不会分成两滴,水滴会稳定在多大一滴?
5最后,碰撞那一下,一个完整的过程里都发生了什么。嘿嘿,好好玩。




补充一下,其实我是想借这个实例说说关于分析问题的方法,因为前段时间看八爷文章谈到数学建模的时候就有这种感觉,先期肯定是我们高中书上的各种超级简化版,然后到大学复杂一点,然后查手册有各种修正又复杂一点,然后实际工作中结合实践和经验慢慢修正,越来越复杂,越来越接近真实。
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发表于 2016-12-26 11:26:28 | 显示全部楼层
1 先说水滴状态,什么叫很高,如果是在外太空微重力环境呢,先不说水滴能不能下落,单就说环境温度,就拿在地月空间的太空环境来说,你对着太阳的一面温度会有一百多摄氏度,而背着太阳的一面可能有零下两百多摄氏度。假设不蒸发,就与其它假设矛盾了。
2 再说说到水滴落到地面上会发生什么,科学家也想知道会发生什么,为此做了相关实验


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发表于 2016-12-26 10:28:39 | 显示全部楼层
微分方程

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点评

可以想象一下当时间t无限增大的时候的意义!  发表于 2016-12-26 10:51
呵呵,感谢补充  发表于 2016-12-26 10:43

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参与人数 1威望 +3 收起 理由
dfy99 + 3 是的,第二条说的就是这个

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发表于 2016-12-26 10:51:50 | 显示全部楼层
实际的影响因素还有:

1. 下落过程中,雨滴形状,密度,质量等物理性质的改变;

2. 下落过程中,空气密度,粘度和温度等物理性质的改变;

3. 下落过程中,大气的流动。
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发表于 2016-12-26 11:00:25 | 显示全部楼层
实际上,下雨也是个复杂的过程,实际上高密度大气和低密度大气对水的影响也完全不同
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发表于 2016-12-26 11:11:45 | 显示全部楼层
一滴水从很高的地方自由落体下来。。。。

自由落体[
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发表于 2016-12-26 13:28:43 | 显示全部楼层
和水滴问题类似,以前不是有个空肥皂盒问题吗,博士研发出了自动光电检测系统,小工用一个电风扇把空肥皂盒吹走,鸟巢的都认为小工聪明,博士是蠢蛋;但是呢,如果是炮弹生产线,要求你把空包弹挑出来,你还拿电风扇吹吗?? 博士的自动检测系统上去,可就卖了高价了

点评

N年后,小工还是小工,还在流水线上被老板吊。博士可就不是原先的博士了,呵呵。  发表于 2016-12-26 15:13
所以博士是博士,小工是小工,培养理性思维能力比打破思维定势要重要的多。  发表于 2016-12-26 13:52
吃,懒,躺,睡......
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