把一块砖头丢进马里亚纳海沟,多久能沉到海底?
在讨论这个问题之前,我们需要先来确定一下砖头会不会被压碎。
通常来讲,普通的砖头按照抗压强度可以划分MU10、MU15、MU20、MU25以及MU30五个等级,其中抗压强度最高的是MU30,其抗压强度平均值为30Mpa,也就是说,当砖头受到的压强超过了30Mpa的时候,就可能会被压碎。
另一方面来讲,海洋的水深每增加10米,海水中的压强就会增加约1个大气压,而马里亚纳海沟最深处可达11千米,在这里的压强可达到1100个大气压,也就是110MPa,这相当于每平方厘米的面积,会承受1.1吨的重量。
可以看到,马里亚纳海沟底部的压强远远超过了普遍砖头的抗压强度,那这是否说明砖头会被压碎呢?
其实不然,这是因为上述的30Mpa是指砖头在单向受压和双向受压的情况下,而当砖头在海水中的时候,砖头在各个方向所受到的压力都是均匀的,这是属于三向受压,相对于单向受压和双向受压,物体在三向受压的情况下,其抗压强度要高出好几个数量级。
除此之外,砖头的构造较为疏松,在它被丢进海洋中之后,海水会迅速地渗入其中,而由于海洋中的压力是由海水来传递的,并且海水向各个方向传递的压力都是一样的,因此砖头在被海水渗入之后,砖头就更不会被压碎了。
这块砖头多久能沉到海底?
普通砖头的密度大约每立方厘米1.8克,这远远大于海水的密度,因此砖头肯定是会一直沉到海底的,在不考虑其他干扰因素(如海水流动、海洋生物碰撞等等)的情况下,砖头在沉向海底的过程中主要会受到重力(G)、海水的浮力(F浮)以及海水的阻力(F阻)这三种力的作用。
在砖头被丢入海水之后,其受到的重力比浮力更大,因此重力和浮力的合力方向为向下,在这个合力的作用下,砖头就会加速向海底下沉。
然而海水却会对砖头产生阻力,其方向是向上的,砖头下沉的速度越快,海水对它产生的阻力就越强,所以在经过一段时间之后,砖头所受到的这三种力就会达成平衡,在这种情况下,它就会以一个固定的速度向海底下沉,这个速度也被称为“终端速度”,这是可以计算出来的。
重力可通过“G = mg”来计算,海水的浮力可通过“F浮 = ρgV”来计算(其中m为砖头质量,g为地球重力加速度,ρ为海水的密度,V为砖头的体积)。
海水阻力的计算公式为“F阻 = CρSv^2/2”(其中C为海水的阻力系数,S为砖头的特征面积(我们可以将其理解为“迎水面”),ρ为海水的密度,v为砖头的下沉速度)。
当砖头达到终端速度(v)的时候,它所受到的重力就刚好等于海水的浮力加上海水的阻力,也就是“G = F浮 + F阻”,所以我们就可以得出终端速度(v)的计算公式,即“v = √[2(mg - ρgV)/CρS]”。
一块普通砖头的标准尺寸为:长240毫米、宽115毫米、高53毫米,其体积为0.0014628立方米,按密度为1.8克/立方厘米来计算,其质量(m)约为2.633千克,我们将g取值为9.8,海水的密度(ρ)取值为1030千克/立方米(这里忽略海水密度随水深的细微变化),海水的阻力系数(C)取值为0.47。
需要注意的是,在砖头沉入海底的过程中,上述公式中的S(即特征面积)并不固定,它的最大值为“砖头的长度 x 砖头的宽度 = 0.0276平方米”,最小值则为“砖头的宽度 x 砖头的高度 = 0.006095平方米”。
将以上数据代入“v = √[2(mg - ρgV)/CρS]”就可以得出,砖头的终端速度最大值约为2.73米/秒,最小值约为1.28米/秒。
可以看到,即使是最大值也是一个很小的速度,这就意味着,砖头被丢进海水之后只需要很短的时间里就能达到终端速度,所以我们可以粗略地认为,砖头在沉入海底的过程中一直在以终端速度进行匀速下沉。
至此我们就可以给出结论了,假如把一块砖头丢进马里亚纳海沟,并且这块砖头能够一直沉到最深处(即11千米),那么它需要的最短时间大约为4029秒,最长时间则大约为8594秒,当然了,这块砖头是不会被压碎的。
大概是一周左右的时间,因为这个地方的海域比较深,所以砖头掉进了水里面下落的速度非常快。
需要8594秒,马里亚纳海沟非常的危险,在这片海里存在着非常丰富的资源。
最短的时间需要4029秒,最长的时间需要8594秒。
世界上最深的海沟是哪个?
而一块砖头要想沉到普通的河流中,可以说是非常的轻易,因为砖头本身的重量也不轻,再加上它比水的密度重上不少,所以很快就能沉到水里,而海洋则不同,越深的海洋,由于气压的影响,会给下沉的物体一种阻力,因此会有效地抵消物体在海底的下沉力量,所以,砖头如果被丢进马里亚纳海沟中,也会遭遇...
找一个游戏,应该是0几年的了
超级马里奥,曾经的最爱。
求《夏天与东风破》,高悬赏
此刻,我百无聊赖地敲打出了这样一个句子:从此,雨点滴滴答答落进了心田!(4)老天爷的脾气古怪得很,铺天盖地的雷鸣和暴雨把这座北方城市折腾得死去活来,就立于窗前的我感觉世界即将毁灭。可想而知,我的情绪异常低落,就像跌入了世界最低点——马里亚那海沟。想哭,无缘无故就是想哭!好几次了,我披头散发疯妇般...
壤婷川贝: 60分钟
红山区13142091509: 把一块石头扔进太平洋最深处马里亚纳海沟能沉到海底吗? - ?
壤婷川贝: 能,但是概率低得几乎为零.因为中间有很多的未知因素.例如海底暗流(不光有水平方向的,还有升降流);抹香鲸大王乌贼生物聚集层等海底生物的障碍;还有其他例如压强等的影响.所以假如在海沟的垂直上方丢一块石头,几乎不可能沉到海沟里,可能在半途就沉底了.回答完毕希望您满意.
红山区13142091509: 把一块石头扔到马里亚那海沟到底部要多长时间????
壤婷川贝: 1小时
红山区13142091509: 捡到苹果5怎么解定位锁 - ?
壤婷川贝: 需要刷机.不过你自己刷很可能会刷成一块砖头.建议你还是还给失主,因为现在的手机里面一般都会存很多重要的通讯录和照片之类的信息,丢了都很不方便的....
红山区13142091509: 一个石头掉进海里会消失吗 - ?
壤婷川贝: 会的,深海的水密度和海洋表面的水密度相差无几 石头还是沉到水底..马里亚纳海沟1万一千多米,也没见石头浮起来啊..
红山区13142091509: 石头掉进海里 - ?
壤婷川贝: 深海的水密度和海洋表面的水密度相差无几 石头还是沉到水底..马里亚纳海沟1万一千多米,也没见石头浮起来啊..至于压碎是不可能的,因为各向均匀.. 除非空心石头
红山区13142091509: 假如一个水缸水足够深,把一块砖头扔进去,它会一直下沉吗?如果水足够深… - ?
壤婷川贝: 会,浮力其实就是排水量,无论多深,砖头的体积不不会变化的,其所受到的浮力也不变,所以它会一直沉到底
红山区13142091509: 飞机上有200块砖头 掉下一块 还剩几块 - ?
壤婷川贝: 如果砖掉在飞机外面,飞机上剩下49块 如果砖掉在飞机里面,且保持完整,飞机上剩下50块 如果砖掉在飞机里面,且碎成n块,飞机上剩下49+n块
红山区13142091509: 天上有二百块砖,掉一块还剩几块 - ?
壤婷川贝: 掉一块,还剩200块. 因为地球其实也是在天上.
红山区13142091509: 有500块砖,掉下来一块,请问还剩几块 - ?
壤婷川贝: 解:有500块砖 掉下来一块 理论上剩余500-1=499块 实际情况,可能是因为这一块砖掉下来了 其他的砖都全部掉下 所以,可能剩余0块.也可以是一块没有减少,还是500块.