瞻云，科普人，公众号「瞻云」 阅读原文 题主对重力的威力一无所知啊。 即便装在 200 米深的游泳池中，从高空坠地也会死，而且死得相当的惨烈。 游泳池从高空下坠的时候，除了受到重力外，还有浮力和空气阻力。 如果游泳池下坠到地面之前，能够达到受力平衡。 那么：重力=浮力 + 空气阻力。 即， 换算得： 为空气阻力系数,，垂直截面为 1，为空气密度， 为水密度。 为游泳池横截面积， 为游泳池高度，为终速。 游泳池大小为：长 50m，宽 25m，深 200m，泳池壁重量忽略不计。 游泳池重25 万吨。 易得游泳池的终速为： =1741.66m/s 整个泳池坠地的刹那，动能为： 1 吨 TNT 爆炸释放能量 ，游泳池释放的能量，相当于9 万吨 TNT。 而美国投放在日本广岛的核武器小男孩的当量是 1.5 万吨 TNT。 游泳池坠地释放的能量，相当于 6 颗小男孩的当量。 产生的效果，极有可能是这样的： 不过，题主提到的是从 10000 米高空坠落，自然达不到终末速度。 但死亡方式，比起上面这种瞬间解脱，游泳池从 10000 米高空落地，会更加的凄惨。 那万米高空的游泳池，落地的速度是多少呢？ 万米高空无论重力、空气密度等都是变化的，要得到一个精确点的速度并不容易。 随着高度变化，温度、重力加速度、空气压强、密度、粘度的变化如下： 但有了这张图表，我们不妨对速度进行暴力计算： 温馨提示：不想看公式的，可以跳过计算过程，直接看后文的速度。 加速下落过程中，有： 令 ； 那么 再带回 ； 得： 可得: 落到 9000 米的速度为： 落到 8000 米的速度为： 落到 7000 米的速度为： 落到 6000 米的速度为： 落到 5000 米的速度为： 落到 4000 米的速度为： 落到 3000 米的速度为： 落到 2000 米的速度为： 落到 1000 米的速度为： 落地速度为： 整个过程平均重力加速度为 9.79m/s^2，重力做功等效的速度为： 可以看出，从 10000m 高空坠地，减小的速度其实很少，空气吸收了约 2.89%的能量。 游泳池撞击地表的实际动能： 计算出来的动能，大约比之前减少了一个数量级，但也相当于一颗小型核弹了，小男孩当量的 40%。 由于地表大部分都是海洋，那么这个游泳池有 70%的概率落入水中。 入水撞击的刹那，存在冲击力。 最大冲击力为： 最大冲击压强为： 冲击系数的大小，满足公式： [1] 从公式可以看出， 如果物体垂直与水面撞击， 趋近于零， 也趋近于无限大。 但物体落水，怎么都会存在一定的夹角： 这是不同研究人员对楔形物体撞击水面，得到 数值与夹角的关系。 当楔形物体与水面夹角为 10°时， 大于 45，甚至高达 60 以上，预估可到 75。 物体落水与海平面 10°的夹角是合理。 若 我们取 60 的平均值，得到撞击的最大压强为： ，也即 已知人类骨头不同干密度的压缩极限强度在 40~75MPa 之间[2] 人体皮肤强度的典型值在 2~1.6MPa 之间[3]。 甚至水在常温下，1GPa 之后，会直接凝固成密度高于正常冰块数倍的超级冰： 在高压下，水体是弹性可压缩的，受到的压强会呈现一个梯度变化。 根据问题的原描述，游泳池壁为刚体，不用不考虑泳池壁破碎的情况。 具体压缩尺度和时间，需要进一步来探讨： 若最大冲击力看做不变，那么： 冲击距离 冲击时间 从公式可以看出，当物体的高 不变时，速度越大，核心冲击时间越短。 可得，理论最小冲击距离 2 米左右，理论最小冲击时间 0.01s 左右。 当然，实际落水 是变化的，平均值比 更小，冲击距离和冲击时间也会更长一些。 若我们把力 看作是均匀减小的，那么冲击距离则变成 4 米左右，而冲击时间为原来的 倍，也即 2~3 倍。 以下是不同研究者所做的楔形物体落水，冲击时间与速度的关系： 可以看出，相关研究中速度大幅下降的主要冲击时间在 0.04s 左右。 最大冲击力 出现在图像中斜率最大的位置。 可以看出，若一直保持最大冲击力，则冲击时间会缩短至 0.02~0.03s 左右，也差不多是总冲击时间的 1/2。 这样看来，我们在本题中，把总冲击时间取值为理论最小值的 2 倍是合理的。 那么，题主和游泳池落水与海面发生冲击时： 产生的冲击时间大约是 0.02s，冲击距离约 3m 左右。 高达 11GPa 的压强产生在水底，只有最底层一两米内才可能出现超级冰。 那么，题主身体在水中遭遇的情况，则和在水中的深度有关。 人体 70%都是水分，如果题主在靠近游泳池底的位置，那么可被顷刻压缩成杂质超级冰。 由于冲击力持续时间只有 0.02s，刹那间游泳池内部的压强又会顷刻释放。 超级冰瞬间溶解，题主也完全解体。 当然，如果题主在水面上，那么是值得深入探讨的。 因为在超级压强下，水完全可以看成弹性体。 在冲击海面的瞬间，由于水体收缩，题主受到的压强的确远远低于 但不要忘了，题主自身也拥有 的速度。 发生冲击之后，在水体收缩的过程中，题主的速度会变成零。 前文已经得到了水体压缩 3m，持续时间 0.02s 的结果。 但游泳池水面的情况则有些不同，冲击持续 0.01s 之后，外压就会骤降，游泳池内的水体就会开始反弹。题主身体会经历一个极短的减速到加速的过程。 类似于弹簧落在地面上，弹簧弹起刹那对，弹簧对地面的做功才会为零。 可计算得，题主减速时，受到水向上的压力可高达： 3062010N，也即相当于306 吨。 虽然这个压力均摊在人体横截面积上，产生10MPa的压强，差不多正好能撕裂较脆弱部位的皮肤。但其实，由骨头、体腔以及内脏，组合成的人体远远无法承受这么高的压强。 一个 5 吨的中型卡车，轮胎受压面是 200cm^2 时，产生的压强才差不多 2.5MPa。但这样的卡车足够把人给碾死。 从 10 楼高度跳下，完全横躺坠地产生的冲击压强也就 1MPa 左右。 所以，从整个人体来看，所能承受的压强，远远低于单个骨头或者皮肤的压强极限。 10MPa 的平均压强，足以令局部骨折，同时令胸腔塌陷，内脏破裂而死亡。 除此之外，人的头颅整体上是骨块拼接而成的。像太阳穴下翼点这样的地方，由蝶、顶、额、颞四骨，汇合成“H”形缝隙，当受到外部较大冲击力时，这些脆弱部位，就会直接发生形变，从而导致整个颅骨破裂[4]，10MPa 很明显对颅骨结构充满了挑战。 当然，我们的题主很强大，假设他侥幸不死。 那么压缩到极限之后，水再次膨胀。 理论上所有水体在题主身上施加相同的总力量，把速度再次推回 （考虑到各种损耗，实际达不到，但并不影响再次坠地的终末速度）。 压缩膨胀都在瞬间完成，水受力不平衡，会向上产生激流。题主身上某些部位承受的压强，会超过 10MPa 的好几倍。 超过 16MPa 这些激流就能直接切割皮肤，超过 100MPa 便有切割骨头的能力。 当然，不排除题主意志坚如铁，依旧坚持着。 那么题主飞向高空，最后再次下坠，将会以肉身的状态再在水面产生约 40m/s 的终末冲击速度。 虽然人体看做圆柱体， 可以低至 6 左右[5]，但产生的冲击压强依然高达 10MPa。 从之前到现在，这不知道已经相当于多少辆重型卡车在题主身上碾过。 如果题主乘坐的游泳池，不是落在海里，直接落到陆地上的话，情况实际也很类似。 内部的水也是类似的压缩过程，只不过压缩程度稍微更多一些。极限情况是，地面看做刚体，压缩做功完全等于动能。冲击系数无限高，最底层的水甚至可能压缩到核聚变（当然，现实中不会发生，毕竟陆地并非刚体）。 水底的题主，将以更快的速度凝固成超级冰然后解体。 如果在水面上，同样会经历减速到抛射的过程。 由于落在陆地上受力不均。 身体局部区域超过 100PMa 压强，直接造粉碎性骨折而身亡。 如果题主天赋异禀，整个过程，依旧都完好如初。 那介于他的身体能够承受的压强可超过 10GPa，我深刻怀疑他是这个哥们： 当一个人类能举起 20w 吨的巨型邮轮，人类的武器还能杀死他吗？ 阅读原文
