一塊磚頭丟入馬裡亞納海溝,會懸浮在海水中,還是下沉到海底?
除外太空之外,海洋是地球上最神秘的一個地帶。海洋深處的世界,人類並不了解。曾經我們一度以為,《海綿寶寶》中的海洋世界是最真實的寫照。當人類逐步靠近海洋,對深處有所了解後,徹底顛覆認知,海洋深處比我們想像中的可怕多了,內部有各種各樣的海洋生物,環境惡劣。為了生存,它們只能改變身體的機能,否則只能走向滅絕。
在眾多的海洋中,馬裡亞納海溝是最深的。據了解,它的形成因地球的板塊碰撞,才形成這麼大面積的海洋。太平洋板塊的位置極低,所以發生碰撞時,便造成板塊向下俯衝的情況,馬裡亞納海溝就這樣形成了。我們都知道,海水的密度比空氣的密度高得多,在遊泳池遊泳的時候,我們就能感覺到不一樣的壓力,越往深處壓力越大。一塊磚頭丟入馬裡亞納海溝,會懸浮在海水中,還是下沉到海底?
一塊磚頭扔進海洋,會發生什麼?
曾經有人提出這樣一個想法,如果將一塊磚頭扔進馬裡亞納海溝,需要多長的時間它才會下沉到底部呢?首先我們得知道磚頭能不能沉入底部,取決於海水的密度。隨著深度的增加,海水的密度低於磚頭的密度,那麼磚頭下沉到海底,只是時間的問題。如果密度高於磚頭的密度,那麼磚頭只會懸浮在海水中的某一個位置。
水具備很好的流動性,尤其是液態水分子,自由度很高,但水並沒有我們想像中的那麼容易壓縮,壓力升高一個標準大氣壓時,水的密度也會隨之上升,所以越往海洋深處下潛10米,就會上升一個大氣壓。馬裡亞納海溝最底部的大氣壓,相當於有1100個大氣壓,水的密度極大。一塊普通的磚頭密度為1800千克每立方米,明顯已經高於海水的密度,所以磚頭沉入海底是有希望的。那麼水的密度增加時,多深的水才會使磚頭無法繼續下沉呢?
磚頭進入海水中受到的阻力
只要海水的密度高於磚頭的密度,這個深度大約維持在217公裡,磚頭就無法下沉了,因為磚頭在下降的過程中會受到多種力,分別為自身重力、海水的浮力和阻力等等。它在下降的過程中,唯一的變化量就是受到的阻力,越往深處阻力越大。就拿一位跳傘運動員來說,他從天空中往下跳時,一開始會因自身的重力作加速度運動。隨著速度的增加也會受到空氣的阻力,最終達到一個終端速度。
還有人聯繫到另一個問題,磚頭在下降的過程中會粉碎嗎?穿透它並不滲水,壓強不夠的同時,只要壓力足夠大,不管周圍受到多少力,物體都會壓成球形,最後破壞分子和原子結構,磚頭的下沉牽涉到很多的物理知識,你們對此還有怎樣的看法呢?可以留言互動。