把一块砖头丢到马里亚纳海沟,需要多长时间才能到底?

2025-03-28 18:16:36
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回答1:

把一块砖头丢到马里亚纳海沟,需要多长时间才能到海底呢?



不得不说,题主的这个题目确实非常好,这里面包含了很多知识点,先来了解一下马里亚纳海沟吧,马里亚纳海沟位于太平洋西部,这条海沟是人类目前已知海洋的最深处,也可以理解为是地球的最低点,最深的地方约为11000多米,众所周知,世界最高峰珠穆朗玛峰的海拔高度为8844.43米,也就是说,就算把珠穆朗玛峰放进马里亚纳海沟当中也不会露头,因为,它们的高度差依然相差了小2000米,要想露头的话,至少还要加上一座黄山(海拔1864米),或华山(海拔2154米),由此可见,目前已知的全球最低点确实非常的深。

由于地球71%的面积被海水覆盖,这也使得人类对海洋深处的世界并不是太了解,因此就不能排除,可能还有其他的海沟比马里亚纳海沟更深,但到目前为止,马里亚纳海沟依然是人类已知的最深海沟。再来说一下马里亚纳海沟的形成,查阅相关资料后得知,马里亚纳海沟的形成与喜马拉雅山的形成非常类似,那就是板块碰撞所造成的,由于欧亚板块要厚于太平洋板块,且太平洋板块的位置也非常低。当发生板块碰撞时,太平洋板块就会被欧亚板块挤压的向下俯冲,而欧亚板块就高高隆起,经过亿万年的板块碰撞运动之后,就造就了当前人类已知最深的海沟马里亚纳海沟。


那么问题来了,如果把一块砖头丢到马里亚纳海沟的话,需要多长时间这块砖头才会落到海底呢?众所周知,水的密度是要高于空气的,这一点,相信绝大多数游过泳的人都非常清楚,因为,当一个人在2米深的水中游泳时就能感觉出压力与地面上有很大区别。而海沟深度达到了11000多米,这样一来,此处的水的压力自然是非常大的,通常来说,水的密度是1000Kg/m,而在海水中由于有盐的成分在里面,所以通常情况下,海水的密度会比淡水更大一些,其密度约1020~1070Kg/m之间。

当然,前面已经讲到,影响海水密度的另外一个重要因素就是深度。随着深度的增加,海水所受到的压力也会越来越大,大约每下降10米压力就会增加1个大气压,海水的密度会增加一百万分之四十六。而在马里亚纳海沟的底部,物体所受到的压力大约相当于地表的1100多倍。这样的压力,就相当于在陆地上面一个人被200辆卡车压着的感觉,在如此巨大的压力之下,马里亚纳海沟的水的密度大约会增加5%~7%左右,折算下来约为1200Kg/m,如此大的水压和密度,会不会使得一块砖头无法落到马里亚纳海沟的海底呢?



据悉,一块普通的砖的密度约为1900Kg/m左右,而如果把一块普通的砖头扔到马里亚纳海沟的话,就会随着深度的增加,海水也会将砖的体积压缩的更小一些,所以其密度也会更大。从这个角度来看,砖头是可以沉到海底的,由于表面受力均匀,砖也不大可能会被压碎。那么问题来了,一块砖头需要多长时间才能下降到11000米的海底深沟呢?实际上,砖头在下降的过程当中会受到三种力的作用,分别为自身的重力,海水所带来的浮力,以及海水的阻力。

前面已经讲到了海水的密度虽然会随着深度的增加而加大,但这个数值的变化并不大所以基本不用考虑,只需要将它设置为一个定值就可以,这样一来,砖头的下降唯一变化的量就是砖头所受到的阻力了,也就是重力减去浮力,就可以得到下降的终端速度,在正常状态下,如果砖头以立起来最小的那一面向下落的话,其终端速度约为2.73米/秒,下降到海底则需要约67分钟,丢下去的砖块以平面方式向下落的话,终端速度就只有约1.28米/秒了,这样算下来,落入海底的时间则需要2小时30分钟。

回答2:

我认为这块砖头是到达不了底部的,因为深海的压强是非常强大的,早在到达底部之前,就把这块砖头压得粉碎了。

回答3:

永远无法到底。因为砖头的密度很小,而马里亚纳海沟海底的浮力很大,所以砖头会悬浮于海水中,永远无法到底。

回答4:

经过科学家实验,如果不考虑压强等因素,把砖头丢进马里亚纳海沟需要2.4小时。但如果考虑压强的话,就不确定了,但可以肯定的是沉入海底的不再是砖头了,而是砖头粉末。

回答5:

目前中国的最高楼是上海中心大厦,它的高度是632米;世界最高楼是迪拜的哈利法塔,这栋楼的高度为828米,虽然这些高楼都很高,但是它们的高是相对的,如果把这些高楼与地球最高峰珠穆朗玛峰相比就不值得一提了,作为世界最高峰,珠穆朗玛峰的高度达到8848米,是哈利法塔的10倍多,或者相当于14座上海中心大厦的高度,如果地球是平的,那么站在珠穆朗玛峰顶峰,使用望远镜几乎可以看到世界任何一个地方,同时珠穆朗玛峰也是挑战者的圣地,很多人把征服珠穆朗玛峰当做是一生的荣耀,因此珠穆朗玛峰这座山峰在世界上非常有名。


马里亚纳海沟的位置

与之形成鲜明对比的,世界最低点就很少人知道了,世界最低点位于东太平洋一个叫做马里亚纳海沟的地方,这个海沟平均深度达到8000米,最深的地方深度达到11034米,比世界最高峰珠穆朗玛峰还要高出2186米,相当于一个华山的高度(2154米),也就是说把珠穆朗玛峰+华山两座山峰扔到马里亚纳海沟,都无法填满这座世界最深的海沟,如此深的海沟引起外界的极大关注和兴趣,有人突发奇想,提出了这样一个问题,如果从马里亚纳海沟海平面上扔一块砖头下去,多久才能沉入到海沟最深的海底处?


砖头

把一块砖头扔到马里亚纳海沟,多长时间会沉到海底,这需要分为两种情况。

第一种情况:不考虑海水压强的情况。如果不考虑海水压强的话,把砖头扔到马里亚纳海沟,需要计算砖头在海水沉下去的速度是多少,经过科学家实验,一块普通的砖头在海水中沉入的速度为2.5-2.8米每秒,取中间值就是2.7米每秒,马里亚纳海沟的最深的地方为11034米,由此可以计算出砖头沉入马里亚纳海沟海底所需要的时间为1.13个小时,当然这是理想状态时沉下去所需要的时间,所谓理想状态是排除了压强、潮汐、海水运动、鱼类阻挡等外部因素的影响,砖头非常顺利地从海平面上沉入到海底所需的理论时间。


深海探测器对马里亚纳海沟进行探测

第二种情况:考虑压强。

我们知道海水是有压强的,海水越深压强就越大,科学家研究发现,海水平均每增加100米,压强就会增加10个大气压,也就是说在海水100米的时候,压强相当于10个大气压,在1000米的时候,相当于100个大气压,这是一个什么概念呢?使用压强公式P=密度Xgh来计算,海水的密度为1030Kg/m3,可以算出海底1000米深的压强为104 kgf/cm^2,换句话说就是1平方厘米面积受到204斤的力,砖头的正面面积为288平方厘米(24cmx12cm),可以算出在海底1000米处砖头正面受到的压力为5.87万斤,这样的压力早已经把砖头给压碎了。


海底都是粉末状的沙子,因为这里的压强很大,石头都被压成粉末了

那在马里亚纳海沟11034米的海底受到的压强有多大呢?同样可以利用压强公式计算出海底11034米压强约等于1100 kgf/cm^2,这是什么概念,相当于1平方厘米大的面积受到1.1吨重压力的压迫,1平方厘米有多大?就相当于一个人的指甲大小,可见马里亚纳海沟11000米深处的压强有多大,砖头正面的面积为288平方厘米,在11000米深处受到的压强为316吨,相当于给一块普通的砖头的正面施加一个重达316吨的力,如此巨大的力已经可以把砖头给压成粉末了。


生活在马里亚纳海沟海底的狮子鱼,独特的身体构造让它不怕压强

总结一下,如果不考虑压强等因素,砖头沉入马里亚纳海沟所需的时间为1.13个小时,如果考虑海底压强的话,把砖头扔到马里亚纳海沟,那么它沉到海底时间会大大延长,因为它在沉入海底过程中,首先会被海水压烂成小砖头,变成小砖头之后沉入的速度会减慢,然后继续下降,随着压强的增加,小砖头继续被压成更小的小石块,速度继续放慢,到了一定深度的时候,砖头被压成粉末,沉下去的速度非常慢,估计整个过程需要的时间是2-3个小时,虽然无法确定砖头什么时候会沉入海底,但是可以肯定的是沉入海底的不再是砖头,而是砖头的粉末。

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