人从多高的地方落水会摔死？| 趣问万物

中科院半导体所昨天

以下文章来源于把科学带回家，作者万物

把科学带回家

面向未来的科学教育

来源：公众号“把科学带回家”（ID：steamforkids）

作者：万物

趣问万物

为好奇的你解答稀奇古怪的脑洞问题

撰文 | Mirror

人从多高的地方落水会摔死？

图源：Pixabay

你可能听说过，从很高的地方跳水，无异于撞击水泥地。

水虽为流体，但流体都有一个性质——物体速度越快，流体对其施加的阻力越大。高速撞向水面的人体会受到水体的巨大阻力，在极短的时间内停下，由此产生的瞬时加速度可达重力加速度（g）的上百倍，而普通人在短时间内能承受的加速度不超过9g。

当人从高空自由落体时，空气阻力同样也会随速度的增大而增加，大约在450米时，重力与阻力平衡，人体就会达到53米/秒的终端速度，不再增速，但以这个速度无防护落水，就如同把鸡蛋往地上砸。

而要达到伤亡的程度，根本不需要这么高。虽然跳水运动员可以从10米高台优雅地跃入水中，但换成普通人，如果落水姿势不当，就可能造成脱臼、骨折，甚至瘫痪。

专业跳水运动员和悬崖跳水的极限运动者之所以能从20多米高，甚至50米高处跳到水里，那都是长期苦练出来的。尽管如此，他们也会因此受重伤。

挑战52米高台跳水 | 视频来源：hollymarrs

影响跳水安全性的因素有很多，除了至关重要的落水速度，姿势也很关键。曾有研究者分析了44个高处落水案例（16米以上），其中脚先落水、双手上举的落水者存活率最高，而躺着入水的危险性最高。

悬崖跳水运动（请勿模仿）| 图源：Flickr

这是因为脚与水的接触面很小，受到的阻力相对全身落水要小，这延长了身体的减速时间，减小了身体要承受的瞬时加速度。冲击力沿腿部向上传，经过关节缓冲，减小了对内脏和头部的冲击，但同时腿脚作为开路先锋也容易发生骨折。

研究者分析案例后认为，使用“最保险”姿势能够幸存下来的最大落水速度是30米/秒，相当于从57米的高度跳水。当然，这样的高度普通人不死也残。

笔记本越来越轻薄，

充电器为什么还那么大？

图源：Pixabay

现在的电子产品都在追求极致轻薄，但笔记本电脑仍离不开一个大大的“拖油瓶”——笨重的充电器。

笔记本充电器最“累赘”的部分是一个砖块般的适配器。但笔记本还真离不了它。这个适配器中装有变压器、整流器、滤波器等复杂结构，包含上百个电子元件。

适配器内部结构 | 图源：Wikipedia

我国的家用电压是220伏，但笔记本所需的电压很小，一般只有12~19伏，手机需要的就更小了。

从插座直接输入的电压不仅太大，还是交流电，而电脑、手机等设备需要的是直流电，这就需要适配器对电流进行转换。一些大电器的适配器可以整合在机身中，但对手机、笔记本这些便携设备就显得太笨重，于是安在了充电器上，手机的充电头也是个适配器。

手机充电器的适配器 | 图源：Wikipedia

适配器中的变压器将高压交流电转化为低压交流电，然后由整流器和滤波器输出为低压直流电。由于笔记本需要的输出功率比手机大得多，它的适配器也更大。不过生厂商也在努力改进这一点，一些笔记本的适配器已经小巧许多。

饮水机的制冷原理和冰箱一样吗？

图源：Pixabay

帮你在夏天续命的冰箱和空调靠的是压缩机制冷。压缩机会压缩制冷剂气体，后者温度随着加压升高，然后通过热交换器散热变成液态，接着制冷剂从高压区流向低压区，在低压下蒸发，吸收热量，再排出去，不断循环，冰箱内或屋内温度就被降下来了。

饮水机也有使用压缩机制冷的，但这种制冷设备体积大、噪音大，所以现在的饮水机普遍使用半导体制冷。它巧妙地利用了佩尔捷效应（Peltier effect）：当两种导体通电时，它们的接头处会发生吸热或放热现象。效应的强弱取决于导体本身的性质和接触面温度。纯金属导体的佩尔捷效应很弱，而用N型半导体和P型半导体的效果好得多。用许多对这样的半导体组成热电堆，便可制造出几十摄氏度的温差。

由于半导体制冷设备轻巧、安静，也被用于车载冰箱，但对家用冰箱和空调这样的大家电而言成本就太高了。