從太空扔下一張A4紙,它能平穩地落到地球表面嗎?

2020-12-06 奇點使者

筆者-小文

一張紙有多重?如果是日常生活中常見的A4紙的話,它的重量可能就連一克都沒有達到,那麼,如果將這張不足一克的紙從太空扔下,它會順利到達地球的地表嗎?

要研究這個問題,首先我們必須知道,太空具體在哪裡,它距離地球又有多遙遠。所謂的太空,從廣義上來說,就是地球大氣層以外的太空空間。

然而這個定義非常模糊,但對於人類而言,距離地球表面400公裡以外的外大氣層,就可以認為是太空環境了。

其二,人們在將這張紙扔下去的時候,這張紙在什麼位置上?如果這張紙是在近地球軌道上扔下去的話,那麼這張紙就會獲得和人造衛星一樣的運動軌跡,這張紙只會一直圍繞地球的軌道飛行,它將變成太空垃圾的一員,但是卻永遠也不會落到地球地面上去。

而我們都知道,在太空中,幾乎是真空的,也就是說,這張紙幾乎不會受到任何阻力,而如果我們假設這張紙的初速度為零的話,它還會落到地球上嗎?

很多人或許會認為,即使太空中沒有阻力,但在靠近地球大氣層的空間中還是會存在空氣阻力的,因此這張紙最終會飄飄然然地降落到地表。

但事實卻並非如此。需要注意的是,地球的大氣層中的空氣密度並不隨高度的增加而減少的,大氣層有近百分之九十七的空氣都集中在了平流層內。

而在距離地表9到45公裡的範圍內,則聚集著超過百分之七十五的氣體,而在每一個階層當中,空氣的密度都會產生變化,變化並不是固定的。

我們不妨大膽地想像一下,一張紙在距離地表四百公裡的地方落下,它經歷了大概三百公裡的無阻力自由落地運動,並最終落到地面上。

而在一項實驗中,真空環境下的一顆鐵球和一根羽毛是可以同時落地的,按照這個原理推測的話,一張紙就相當於具有了一顆隕石的質量和速度,在它落到地球之前,恐怕就已經被燃燒殆盡了。

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