從太空扔一張A4紙,能落到地面嗎?中間會(huì)經(jīng)歷什么過程呢
有人提出了一個(gè)很有意思的問題,就是如果在天空中,隨手扔出一張紙,比如A4紙的話,能夠順利落到地面嗎?會(huì)不會(huì)在中途燃燒了呢?又或者會(huì)不會(huì)飄出太空而不會(huì)落到地面呢?
這個(gè)問題,確實(shí)有趣,不過其實(shí)并不復(fù)雜。

首先一點(diǎn),我們需要搞清楚這個(gè)太空指的是什么,也就是高度范圍,如果是超過了地球大氣層之外很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方,那么毫無疑問是不可能落到地球上面的。
因?yàn)榛旧蠒?huì)脫離地球引力的作用,最終成為了太空垃圾,永久飄散在太空中。

而既然能夠問到這樣的問題,那么就默認(rèn)為雖然在大氣層之外,不過依舊在地球引力范圍之內(nèi)的。
也就是在卡門線上下,差不多就是海拔400公里的高度左右(擴(kuò)大一點(diǎn)范圍就是100-1500公里的高空)。
這種情況下,不出意外的話,100%可以最后落到地面之上!

之所以有這樣的疑問,就是因?yàn)楸热缥覀兊挠钪骘w船返回艙或者航天飛機(jī),基本上在最后返回地球的時(shí)候,會(huì)經(jīng)過厚厚的大氣層,因?yàn)槟Σ恋淖饔?,?dǎo)致會(huì)起火,所以很多一次性火箭基本上最后都是專門利用大氣層來燃燒殆盡。還有我們看到的隕石也是,熊熊大火燃燒。

可是如果是一張紙的話,就不存在這樣的問題,因?yàn)榧埡鼙s很大,也就是面積很大、體積一般,這種情況下,經(jīng)過大氣層的時(shí)候,是不可能引起燃燒的。
因?yàn)椋阂粋€(gè)物體要與空氣摩擦起火需要很大的動(dòng)能和很小的體積,就是說速度和密度,一塊泡沫塑料永遠(yuǎn)也不會(huì)與空氣摩擦起火的,瞬間的空氣阻力就把速度變沒了。

雖然最初紙攜帶很大能量,不過隨著空氣的密度越來越高,能量也會(huì)隨之減少!如果要燃燒,必須強(qiáng)行突破大氣層才會(huì)燃燒!!紙的速度會(huì)在隨著空氣的密度增加速度也會(huì)極速下降,所以會(huì)完整的落下來。
速度越大,阻力越大,再稀薄的空氣都會(huì)成為其加速度的障礙,另外,紙張?zhí)?,與空氣摩擦產(chǎn)生的熱量能迅速被導(dǎo)出,根本就不會(huì)發(fā)熱。

其實(shí)大氣密度沿高度變化的曲線是一個(gè)指數(shù)方程,可以擬合為一個(gè)二次多項(xiàng)式方程,近似算出密度的加速度變化規(guī)律,以此和重力加速度沿高度的變化規(guī)律進(jìn)行比較,就可以知道到底是空氣密度變化快還是重力加速度變化快,如果前者快,說明紙張會(huì)做持續(xù)減速運(yùn)動(dòng),就不會(huì)自燃了。

但是這樣的做法完全沒有必要,因?yàn)樵谧畛踹M(jìn)入大氣層的時(shí)候,肯定是不會(huì)燃燒,因?yàn)榭諝鉁囟茸銐虻停乙膊痪邆錀l件,而進(jìn)入大氣層之后,摩擦幾乎忽略,之后就更簡(jiǎn)單了,看看下雨就知道了!
因此這個(gè)問題雖然沒有人試過,不過毫無疑問結(jié)論肯定會(huì)落到地面!

如果你有疑問,或許可以聯(lián)系聶海勝他們幾個(gè)航天員,現(xiàn)在還在太空上面,下次出艙的時(shí)候,讓他們順便帶一張紙做個(gè)實(shí)驗(yàn)就知道了。