布卢姆菲尔德|从摩天大楼上掉下硬币会砸死人吗？
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现在摩天大楼这么多 ， 人们自然担心从楼上掉个东西下来会怎么样？大家都知道掉下一根鸡毛 ， 应该没有什么问题 ， 但是一个花盆掉下来 ， 肯定要人命 。
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硬币是常见的小物件 ， 它从高空掉下来会怎么样呢？
路人甲说：“它可能砸穿头盖骨 。 ”路人乙说：“如果它撞上混凝土 ， 它可能会被摔成碎块；若是竖着落地 ， 它会被像泥巴一样被摔成一滩 。 ”路人丙说 “我认为它会穿过汽车顶壳 。 ” 路人丁说：“这不是一个好玩的想法 。 不想尝试 ， …”
情况究竟怎样呢？弗吉尼亚大学的物理系教授路易斯·布卢姆菲尔德(Louis Bloomfield)真的做了这个实验 。 实验结果表明硬币从摩天大楼掉落下来并没有想象的那么恐惧 。 他甚至有点夸张地说“它会像树叶一样落地地面” 。
这位教授的实验是怎样做呢？
理想的做法当然是爬到帝国大厦的顶上 ， 然后往下扔硬币 ， 但没有一座建筑物会让他这样做 。 很显然 ， 任何高层建筑管理者都不想被找麻烦 。 所以这位教授只能做模拟实验 。
他用充氦的气象气球把硬币升到几百英尺高空 。 用无线电遥控的办法让硬币掉落下来 ， 每次可让一枚硬币落下 。 布卢姆菲尔德在地面上试图接掉手接下来的硬币 。
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实际情形是他一个硬币也没接住 ， 但身上被打中了几次 ， 其中一次是下巴 。 他说：“这很明显 ， 但仅此而已 。 我只是感到失望 ， 因为我没有抓住它 。 ” “硬币从我身上弹开 ， 感觉就像被虫子咬了 ， 像被大雨点或冰雹击中了 。 既没有瘀伤 ， 也没有破损” 。 “我没有抓住它 ， 那天刮风 ， 这些硬币只是掉落地面 。 ”
他发现硬币掉下来的速度并不像子弹 ， 而是更像叶子落地 ， 也就是差不多25英里/小时(40公里/小时) 。 原因是：硬币跌落的空气动力学不稳定 ， 空气阻碍其下落 ， 让它加速不起来 。 他说：“空气对下落的物体施加向上的力 ， 并防止它们速度越来越快 。 ” 其扁平形状有助于提高空气阻力 。
其实 ， 他的气球高度只有几百英尺(一英尺等于0.3048米) ， 而帝国大厦高度一千多英尺！教授解释说：“即使没有达到帝国大厦的高度 ， 也没关系 。 因为硬币下落到50英尺(5层楼那么高)左右即达到收尾速度” 。 “无论把气球放多高 ， 只要达到收尾速度 ， 它们再也不会加快速度 。 它是坠落物体能达到的最大速度 ， 取决于物体的重量和空气阻力 。
所有掉落的物体都会经历不断的加速 ， 换句话说 ， 它们前进的速度越来越快 ， 速度不断提高 。 但是 ， 如果物体掉落的话 ， 空气阻力也会增加 。 当空气阻力与重力匹配时 ， 物体将达到收尾速度--最大速度 ， 此后不再加速 。
硬币掉落得越快 ， 它所经历的空气阻力就越大 ， 因此 ， 在硬币的某个最大速度下 ， 阻力等于并且与向下的重力相反 。 它们在空气动力学上不稳定 ， 空气推动它们前进 ， 从而停止了它们的加速 。
硬币在高空落下的时候 ， 边缘向下和平面向下时的速度有很大不同 。 如果是边缘向下竖着落下 ， 时速最大可达241.4公理；而平面向下的时候 ， 时速仅有48.8公理 。 通常硬币在高处落下时会有翻滚 ， 所以下降速度会介于两者之间 。
也许你会想 ， 硬币如果边缘向下竖着落下 ， 是不是可以造成更大伤害？其实这不太可能 ， 因为硬币下落不可能是一个稳定的过程 ， 任何细微的干扰（比如气流）都会改变它的姿态 ， 增大落下的阻力 。
布卢姆菲尔德警告说 ， 别的物体不都这样 。他说：“即使它们比较小 ， 如果物体接近流体形状 ， 就像圆珠笔一样 ， 像箭一样向下射 ， 空气阻力小 ， 310公里/小时(86.4m/s,帝国大厦高度是381m)；若是这个速度 ， 任何东西 ， 甚至一张纸 ， 都是危险的” ，“当它击中时 ， 它将以很小的力击中一小块区域 。 它将使人行道破裂 。 它可能会打成木板 。 你不希望它撞到你的头上” ， “不要将手提包扔出建筑物的顶部 。 手提包里的东西很可能掉下来的速度会很快 。 ”
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英国莱斯特大学（University of Leicester）物理与天文系的乔什·永利（Josh Wynn）等人的估计结果是144公里/小时(40.1 m/s) 。
不同的枪械射出的子弹速度也有所不同 ， 一般在每秒500到1000米左右 ， 和子弹相比 ， 硬币的速度要慢得多 ， 从高空落下不会砸死人 ， 只会让人感到一阵刺痛 ， 搞不好擦破皮流点血起个包而已 。
美国《探索频道》也就这个话题做过一个实验 。 实验人员做了一个发射枪 ， 能把硬币以64.4 m/s速度发射出去 ， 这个速度比某些研究所认定的收尾速度稍高 。
实验人员用这样发射速度的银币打向用胶层覆盖头骨 。 结果发现硬币穿过了胶层 ， 但对头骨没有什么明显损伤 。
【布卢姆菲尔德|从摩天大楼上掉下硬币会砸死人吗？】之所以感觉从摩天大楼落下的硬币会砸死人 ， 可能与心理效应有关 ：也许站在高楼上会让人们夸大自己的力量 。
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