摩天大楼上掉下的硬币会砸死人吗?
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发布时间：2022-04-27 10:24
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时间：2023-09-12 15:33
【摩天大楼上掉下的硬币真的会砸死人吗？】
关于这个问题已有美国的一位物理教授 Louis Bloomfield 还曾经做过实验来证明高空落下的硬币并不那么可怕。但我个人的观点是，会砸死人，但这仅会是一个小概率事件。‍
【一枚硬币何种情况下会致人死亡】
为什么我会执这种观点呢？这是因为一枚硬盘虽小，但他下落的速度很快，当击中人体要害部位时，比如太阳穴，仍能使人致命。或击中的这上人本身有身体缺陷时，也是可能发生致命事件的。
太阳穴在耳廓前面，前额两侧，外眼角延长线的上方。太阳穴在中医经络学上被称为“经外奇穴”，也是最早被各家武术拳谱列为要害部位的“死穴”之一。少林拳中记载，太阳穴一经点中“轻则昏厥，重则殒命”。现代医学证明，打击太阳穴，可使人致死或造成脑震荡使人意识丧失。
太阳穴的位置是数块颅骨交界的地方，称之为翼点，极易发生骨折。同时，翼点处的颅内有脑膜中动脉前支，一旦翼点处的颅骨发生骨折，就易导致动脉的破裂，形成颅内血肿而死亡。
当然，您可能还在怀疑我的观点，但您相信冰雹会砸死人吗？您会相信一颗碗豆掷向人可以致人死亡吗？当然是可能发生的，这颗碗豆不偏不差击了这个被害者的太阳穴，被害人当场死亡。您相信一拳可以致人死亡吗？当然也是可能发生的，譬如这个受害者曾经颅脑损伤。再比如说一颗子弹击中人，您觉得就一定会死亡吗？答案是否定的，子弹也必须是击中人的要害部位才会致人死亡。
【说不能死亡的是什么观点】
空气阻力的作用，硬币下落速度有限所有不能致命。当然这位物理学家关于空气阻力的观点没有错。打个形象的比喻，比如一颗步*子弹的有效射程1500米，最大射程为2400米，但超过有效射程时，其受到空气阻力、风速、以及自重的影响，其伤害力自然就会减弱。
【硬币落下究竟会有多大阻力】
拿人民币一元硬币来说，硬币的形状是一个圆柱体，可却是一个高度只有2mm的圆柱体。当它从高处落下时，假如没有空气的阻力，但它落下会有再种不同的轨迹。第一种为硬币的边缘向下垂直落下；第二种为硬币的正反正向下垂直向下；前者所遇到的阻力小，而后面遇到的阻力大。
而真实的情况是一枚硬币落下时，受到风阻的影响，它会在空中翻滚。那么从摩天大楼上落下的硬币，道底会遇到多大的阻力，道底有多大的速度呢？
在高速情况下的空气阻力的公式如下：
其中 ρ 为空气的密度； C d 为阻力系数，它非常依赖于物体的形状； A 为物体的横截面积， v 是物体相对于空气的速度。
我们仍然参照实验中的计算条件：
以 1 元硬币为例：它的质量约为 6.3g，直径 d 约为 25 毫米，厚度 h 约为 2 毫米。通常温度压强下的空气密度 ρ 为 1.2 kg/ m 3 ，我们设它是恒定的。阻力系数Cd在硬币的圆面水平下落时为 1.15，而在硬币的圆面竖直下落时没有确切的数据可以查询，但是也约为 1；代入这些具体数值就可以分别计算硬币的圆面水平和竖直下落时的收尾速度，作为其最小值和最大值，得到结果：
也就是说不论硬币从多高的地方掉下来，最终的速度也不会超过 45.4 m/s。真实情况下，硬币下落时会在空中翻滚，因此可以认为真实情况下硬币的收尾速度是介于以上面两种情况之间的。
【美国最新研究，证实上述实验不实】
美国科学家通过实验证明一枚从高空下落的硬币不会砸死人
研究中，弗吉尼亚州大学物理学家路易斯-布卢姆菲尔德利用风洞模拟一便士硬币从高空坠落，结果发现硬币的冲击力很小。形象地说，就像是一片树叶，而不是鱼雷。研究结果显示，空气阻力以及硬币的外形阻止其成为一个致命武器。硬币的平面提高了所受到的空气阻力。如果从50英尺(约合15米)的高度坠落，自由沉降速度只有每小时25英里(约合每小时40公里)，被砸中的人不会感到任何疼痛感。如果没有空气存在，一便士硬币的时速可达到208英里(约合每小时334公里)，足以造成重伤，但仍无法刺穿头骨。
不过，如果把硬币换成圆珠笔，情况就不同了。布卢姆菲尔德指出，如果圆珠笔以确定的方式从一个高层建筑落下，很容易致人死亡。如果横着落下来，大楼下面的人便很安全，如果像箭一样落下来，速度可达到每小时200英里(约合每小时321公里)，足以刺穿人行道和木板。他说：“你绝对不希望被高空落下的圆珠笔击中。”
布卢姆菲尔德的实验证明了伽利略的自由落体定律。物体的下落速度并不由质量决定，而是形状和所受到的阻力。早在16世纪，伽利略便指出不同重量的物体在真空环境下坠落速度相同。
【另一组高空抛物的实验】
这个实险的目的，是告诉我们高空抛物是没有危险的吗?显然没有这样说，我们再看重庆大学做的另一组实验，不过实验的物品由硬币换成了鸡蛋。
高空坠物实验
实验器材：天平称、卷尺、碰撞过程瞬态数字测量系统、玻璃罐、塑料盆、鸡蛋23个(重量在60~80克之间)，厚约0.5厘米的盘子两个。
实验场地：重庆大学物理学院
实验人员：力学热学实验室负责人、高级工程师吴世春老师，重庆大学物理学院应用物理学大四学生杨旭、邬庆
(高空抛物实验很危险，高度越高，目标越小，也不容易成功。为了安全起见，我们放弃了在高楼进行实验，选择在8米和11米的高度实验。然后再到实验室里进行碰撞实验。)
实验过程：
昨天上午11点半，我们在实验室中将23个鸡蛋分别称好重并写上重量。然后选择了物理实验室大楼一角，并拉起了警戒线。分别将玻璃罐、盘子、塑料盆反扣在地上，让鸡蛋从不同高度自由落下，观察被砸中的物体情况。(选择这几样物品作为目标是因为它们具有一定硬度，也有些许脆性。)
8米高：
我们用卷尺量出了二楼半——8米高的地方后，杨旭和邬庆站在上面准备让鸡蛋自由落体，吴老师则在他们垂直的地方放好了直径约50厘米的塑料盆。“鸡蛋重量65.75克!”杨旭放手中的鸡蛋前都要先报出重量以便记录。
“3、2、1，放!”眨眼间，杨旭松开了鸡蛋。“啪!”鸡蛋在很短时间就落地了，发出一声闷响。可惜第一只鸡蛋偏离了目标，砸在了地上，蛋液溅到了周围两三米外的地方。因为在8米这个高度，下面的目标就已变成了指甲盖那么小。接连两次，鸡蛋都未砸中目标。
“再来!鸡蛋重量70.35克!”杨旭报出了鸡蛋重量后。“咚!”一声，鸡蛋终于正中目标，这次蛋液溅起没有直接砸在地上溅得远，目标也没有出现任何裂痕。
记录下数据后，我们又将盆子换成了厚度约0.5厘米、直径为35厘米的陶瓷盘，将盘子反扣在地上。由于盘子目标面积太小，砸了两次都没有砸中盘子。
“3、2、1，放!”当杨旭把第6个鸡蛋从8米高落下时，终于听见了“啪”的一声脆响，砸中了盘子正中。经过查看，盘子也完好无损，没有任何裂痕，而盘子周围全是蛋液。
我们总共用两个鸡蛋砸中了盘子，重量分为别67.74克和71.04克。当我们用一个直径大约有15厘米左右、高度约20厘米的玻璃罐子做实验时，由于目标太小，鸡蛋怎么也砸不中。
11米高：
接着，我们提升实验高度，来到实验楼的四楼，用卷尺量得实验高度为11米。随着高度的提高，砸中盘子的难度越来越大，接连砸了三四个鸡蛋后，才找到感觉，终于能砸中了。
“69.32克!”杨旭报出了鸡蛋重量，当这个鸡蛋砸到反扣着的塑料盆上时，盆子仍旧没有裂开。“73.14克!”当这个鸡蛋砸下来，正中反扣着的陶瓷盘上时，蛋液溅得最远的地方可以达到周围4米远的地方，但是盘子也没裂开。
“盘子的壁很厚，而且四周能一起帮它承受力量，鸡蛋壳的硬度不如盘子，所以没有裂开。”吴老师分析说。
户外实验结束后，为了得到较为精确的数据，我们转入实验室内，用碰撞过程瞬态数字测量系统(采用这个系统是因为它可以模拟碰撞时瞬时的冲击力实验)进行了转化。
实验结果：
从实验室的实验结果可以得出部分数据，鸡蛋砸下来，着力面积约1平方厘米，着力时间约为5毫秒。那么，在8米高的地方，一个重为67.74克的鸡蛋垂直落下，砸在盘子上的力量约为180牛，34斤;11米高的地方，73.14克重的鸡蛋掉下，盘子承受的力量为215牛，44斤。
鸡蛋从这几层楼砸下来的力量有多大?
同样，用70多克的鸡蛋，吴老师和同学们给我们测算了下，从4楼、8楼、18楼、25楼的高度砸下来的力。
从4楼砸下：受力约为216牛/平方厘米，44斤，相当于一个7岁男孩的体重。
从8楼砸下：约为304牛/平方厘米，62斤，相当于一个10岁男孩的体重。
从18楼砸下：约为456牛/平方厘米，93斤，相当于一个14岁男孩的体重。
从25楼砸下：约为536牛/平方厘米，约为109斤，而受力面积仅1平方厘米，相当于一个成年女子的体重。
“这个数据，还只是一个保守的测算，实际数据肯定大于这个力。”吴老师说，不仅测算的数据都是取的保守值，而且在高空抛物时，往往还有往外扔物体时加注在物体上的力量。
高楼扔鸡蛋究竟能不能砸破人颅骨
一般来说，正常*颅骨的硬度是非常大的，而厚度大约为是0.95~1.2厘米，它能承受的极限是200公斤~500公斤。超过280公斤的静体重量，就可能造成骨折。
吴老师说，这些数据只是理论数据，看了这些数据，你也许会以为从25楼扔下来的鸡蛋是不会砸破人的颅骨的，但还要考虑每个人的自身差异和扔出去的力度。
骨科医生也说，每个人的颅骨除了存在个体差异，就算是同一个人，如果缺钙得了骨质疏松的话，那么硬度系数也会随之下降。 所以，颅骨能承受多大的力量这个问题要视情况而定，可变的范围也比较大，从20楼扔一个鸡蛋下来，虽然理论上没有达到颅骨骨折的极限值，但是也许砸在有些人的头上没事，换一个就会出现问题。就算是不会让颅骨骨折，但几十上百斤的重量打在头上，也可能让人脑震荡。
结论:高空抛物造成危害的事件时有发生,请勿让非剧重演。高空抛物不是你伤害了别人，就是被别人伤害。
为了大家安全，请勿高空抛物！
相关资料与图片均来自于网络：通过百度搜索
相关参考来源如下：
【中国法律网】http://news.9ask.cn/flal/xsal/xfal/201001/309412.html
【电脑报】http://www.icpcw.com/Information/Tech/News/2183/218334.htm
【人民网】http://gongyi.people.com.cn/n/2013/0507/c354326-21395904.html
【果壳网】http://www.guokr.com/article/205957/
【重庆热线】http://news.online.cq.cn/chongqing/2011/12/02/3381194.html
【河北之窗】http://www.hebzc.com.cn/html/2013/snzx_0723/33573.html
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时间：2023-09-12 15:34
长久以来，许多人都认为从摩天大楼上掉下来的硬币如果砸到人身上会要了他的命。他们的理由就是自由落体定律：由于重力的作用，下落的物体一直在加速，只要下落距离足够长，硬币总会达到使人致死的速度。然而实际情况真的如此吗？
其实答案是……卖个关子在这里先不说。实际上，在这个问题中，我们需要考虑平时做题目从不考虑的空气阻力，空气阻力在这里起到了至关重要的作用。在通常的低速情况下，空气阻力自然是可以如计算高中物理题一般忽略不计；然而在高速运动的情况下，例如研究摩天大楼上掉下来的高速下落的硬币、或者是从特别高的地方跳下来企图获得极高的速度穿越时（没错，我在说《黑衣人3》），空气阻力则不可忽略，他们甚至会大到成为决定最终运动状态的关键因素。
在高速情况下的空气阻力的公式如下：
其中 ρ 为空气的密度； C d 为阻力系数，它非常依赖于物体的形状； A 为物体的横截面积， v 是物体相对于空气的速度。
从空气阻力的表达式中我们可以看出，速度越大，空气阻力也就越大。然而空气阻力也不会无*地增大，当空气阻力大到与重力 G = mg 相等时，物体的受力就平衡了。于是此时物体不再有加速度，将稳定地以这个速度匀速下落，这时的速度被称为收尾速度 v 0 ，它的大小可以通过 F d = G 求得：
这种由空气阻力与重力平衡的匀速下落实际上非常常见：通常的雨滴，下落到地面上的时候，都是匀速的。而雨点越小雨滴飘落得越慢这一生活经验，也正可以由上式中 v 0 与 m 的 1/2 次方成正比得到解释。
回到我们最初的问题上来，硬币最后的收尾速度是否会对人体造成足以致命的伤害？让我们代入硬币的具体数据来计算一下。以 1 元硬币为例：它的质量约为 6.3g，直径 d 约为 25 毫米，厚度 h 约为 2 毫米。通常温度压强下的空气密度 ρ 为 1.2 kg/ m 3 ，我们设它是恒定的。阻力系数Cd在硬币的圆面水平下落时为 1.15（见参考文献[3]），而在硬币的圆面竖直下落时没有确切的数据可以查询，但是也约为 1。代入这些具体数值就可以分别计算硬币的圆面水平和竖直下落时的收尾速度，作为其最小值和最大值，得到结果：
也就是说不论硬币从多高的地方掉下来，最终的速度也不会超过 45.4 m/s。真实情况下，硬币下落时会在空中翻滚，因此可以认为真实情况下硬币的收尾速度是介于以上面两种情况之间的。
极限速度不是致命速度
让我们来考虑最极限的情况，最大的收尾速度会不会对人体造成伤害甚至致命？为此我们需要估算一下这么大的速度的硬币砸到人身上时，人所受的力及压强。用动量定理可以做一个很好的估计：
一般而言，硬币与人体皮肤作用的时间为 10ms 量级（详见参考文献 [1] ），因此 F ≈2 9N。如果假设硬币与人体皮肤作用的面积为硬币厚度 h 的平方那么大，即 4 mm 2 ，则人体受到的压强为 P ≈ 7.2MPa。
这么大的压强会不会死人呢？按照参考文献 [1] 中的说法，人体皮肤所能承受的压强为 P = 20.89±4.11MPa，高空坠落的硬币产生的压强比这一极限压强还是小很多的。由此看来，高处落下的硬币基本是不会致命的啦！
事实上，美国的一位物理教授 Louis Bloomfield 还曾经做过实验来证明高空落下的硬币并不那么可怕。他在一个氦气球中安装了一个硬币发射器，然后将这个气球升到数百英尺的高处（ 100 英尺约等于 30 米），按下遥控装置让发射器每次放下一枚硬币，然后 Bloomfield 教授试着伸手去接，由于他自己运动神经比较菜（教授自己的说法），他一枚硬币也没接住，反而被砸到了下巴，“就像被一个小虫咬了一口的感觉”。
最后他总结到，虽然摩天大楼高达几百米，但硬币的收尾速度终究有限，高处掉下来的硬币，没有想象中那么危险，当然高处掉落的硬币也有可能砸到敏感部位从而造成不同程度的受伤。他同时指出，如果高空落下一支流线型的小物体，比如头朝下的圆珠笔，那被击中的人可就惨了，应该跟“膝盖中了一箭”差不多。不过想让圆珠笔头冲下竖直落下并不容易，通常圆珠笔都是会翻滚的（不过还是很危险）。所以，行走在都市中摩天大楼中间，我们不必担心偶然落下的一枚硬币击穿头颅“带走”了自己。
即便如此依然不建议大家站在大厦楼顶随手扔东西。
相关资料与图片均来自于网络：通过百度搜索
相关参考来源如下：
果壳网（http://www.guokr.com/article/205957/）
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时间：2023-09-12 15:34
如果从摩天大楼旁边溜达过去时,你有没有担心过,也许会突然从高耸入云的楼上砸下一枚可怕的硬币,然后“咣当”一声,你就被带着巨大冲击力的硬币给活活砸死了?
【这种事只能发生在搞笑电影里,现实中的你可以高枕无忧了！】
硬币并不是最会利用空气动力学的武器！硬币实在太小,（1元硬币的重量为6.3克，硬币直径为25毫米），而且是扁平的,这种形状让它极易受制于空气阻力。就算从史诗般的高度落下来,也会因为过多的空气缓冲而减缓下降速度,永远当不成一颗鱼雷。一枚硬币从1250英尺高的帝国大厦(共有102层,地面离天线高度是448.米)上“失足”，以足够快的降落速度砸到一个“倒霉蛋”，也不会造成致命伤害，只是被金属“蚊子”狠狠地叮了一下而已。
★人们以为硬币因受重力作用,下落时会一直不断地加速,如果是从极高处坠落,落地时速度会达到非常凶险的地步。然而,与空气分子互相碰撞,令硬币的下落速度不断减缓。要阻止空气阻力,首先你得阻止空气,也就是将之抽空,让硬币在真空中从帝国大厦掉下来。
★这种事显然是不会发生的。在实际情况下,硬币下落速度越大,所受空气阻力也就越大,造成加速度减小。最终两种力达到平衡,硬币就维持着一个恒定的速度(终端速度),直到掉落地面。
★要抵消硬币的重力加速度,并不需要很强的空气阻力。如果站在摩天大楼上抛下一枚硬币,它落下15米后就能达到终端速度,之后保持约40公里/时的速度,直到地面。而在真空中,同样的硬币落到地面(或你的头上)时可以加速到335公里/时。这下就狠了,它很可能损伤你的头骨,但还不至于穿透它。布卢姆菲尔德说:“它的结构并不致密,不会轻易钻进人的身体。”
★这不是说从此你就没必要小心脑袋了。天上还是可能掉下更危险的东西,比如圆珠笔。如果有人漫不经心地从帝国大厦扔下这么一支,也许有人会因此丧命。根据不同的设计,圆珠笔理应在空中自旋和震颤,但也有可能像箭一样笔直扎下来。“后一种情况里,下落速度可能会达到322公里/时。”布卢姆菲尔德指出,“它会以惊人的动能和极小的接触面积击中目标。如果这个目标是人行道,它会插进去。如果是木板也一样。所以,你肯定不会想让它飞向你的头。”
资料来自于整合，图片来自于百度查阅。
详细资料如下：
http://zhidao.baidu.com/question/120396633.html （百度知道）
http://roll.sohu.com/20120317/n338020070.shtml （搜狐网）
http://www.china.com.cn/chinese/TEC-c/1102690.htm （中国网）
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时间：2023-09-12 15:35
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时间：2023-09-12 15:36
