【物理脑洞】一滴水从很高很高的地方落下来会砸死人吗？

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其实还有一种更加可怕的场景，不过这里我要卖个关子，留待后面再说。

第三种情况：水(液态雨滴大小)在没有大气层的地球上掉下来，不考虑蒸发

从现在开始就不是无人类干涉的“自然”环境了，但原题也没这要求对吧。

没有大气层又不计入蒸发的话，水滴终于可以实现真正的自由落体了。(如果考虑蒸发会怎样？真空中水会立刻沸腾，但沸腾过程吸热，结果是一部分蒸发掉，另一部分结成小冰块，对于我们的结论没有本质的区别)

它会一直加速，直到撞击地面为止。如果它按照 9.8 m/s^2 的速度匀加速，那么它想加到多快就有多快，别说干掉一个人，就算歼灭整只舰队，甚至毁灭地球也不在话下。

诚然，稍有常识的人就会看出来永远匀加速是不可能的，因为你不能突破光速，但这依然不影响我们获得任意大的能量、毁灭任意大的星球和任意多的人。

不幸的是，我们限定了地球这个条件。离地球太远，引力会变弱，加速度也会变小。

其实，牛顿早就证明了一个不是很符合直觉的结论：就算水滴距离地球是无限远，它的最大速度也是有限的。

我们可以根据引力势能公式 E=-GMm/r 进行计算，一滴水如果重量为 0.1 克，从无穷远落到地面的时候能够获得大约 6 千焦的能量，换言之，它的速度大约是 11km/s，差不多是第二宇宙速度。

事实上，它刚刚好就是第二宇宙速度，分毫不差，因为第二宇宙速度的定义就是地球表面物体逃逸到无穷远处所需的速度，这两个物理过程完全是等价的。

换了任何别的物体，真空中向地球自由下落，最大速度也一定是这个值。

喊破喉咙也不会有人来救你的！

可不要小看这个速度。当水滴撞击平面的时候，会遭受挤压，边缘的水就会以更快的速度向外扩散，产生激波。

有论文模拟了水滴以 0.5km/s 的速度撞击平面，结果向外扩散的水流速度高达 6km/s，其力度足以打碎普通玻璃。现在我们的初始速度是它的 20 倍，其结果可想而知。

或者换一个角度，AK47 子弹出膛动能大约是 2 千焦，而我们的水滴是它的三倍。水滴虽然不是硬的，但也没什么弹性，而且速度比子弹快得多得多，所以绝大部分能量会在短得多的时间里传递给头骨，重伤甚至死亡应该是妥妥的事儿。

第四种情况：水(液态大小不限)在有大气层的地球上掉下来

呼，大气层回来了。但别高兴得太早。

如果你从空中泼一桶水下去，那么其杀伤力和一滴水没有本质差异，因为气流等因素会把这桶水再撕裂成水滴，但是如果你泼的是一游泳池、一湖，甚至一大海的水，那么就没有足够的时间分散开来，其结果将是毁灭性的。

网络漫画 xkcd 的作者兰道尔·门罗(Randall Monroe)曾经计算过，如果夏天一场暴雨的所有雨水化作一个大水滴，那么这个水滴体积 0.6 立方千米，重量 6 亿吨(差不多是所有人类加在一起的总重量)。

这坨水如果从云的正常高度落下来，那么落地瞬间速度大概是200米/秒。

落地点的空气遭到强烈压缩，产生瞬间高温，足以让地上的草烧起来，所幸下一瞬间就会有巨量的水将野火熄灭在萌芽中。

如果你不幸站在这个地方，你遭受的水压将会超过马里亚纳海沟最深处的压强。

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