一块砖头沉到马里亚纳海沟的底部需要多长时间？ _小知识

若是把一块砖头扔标的目的马里亚纳海沟，那它会沉到海底吗？若是砖头会沉到海底，那又需要多长的时候？

砖头能不克不及沉到1.1万米深的马里亚纳海沟底部，取决于砖头的密度大小。若是砖头的密度大于水，则砖头会沉到海底，反之，砖头不会沉到海底。
这里以尺度砖为例，这种砖头的密度约为1.8克/立方厘米，这要大于常压下海水的密度（1.03克/立方厘米）。不外，跟着海水深度的增添，越往下的水受到的挤压感化越强（压强越高），这意味着密度也会更大，那么，深海中水的密度会跨越砖头的密度吗？

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对于液态水而言，每增添一个大气压（大约为0.1 MPa或者100 KPa），水的密度差不多会增添百万分之46 。可见，液态水很难压缩，跟着大气压的增添，密度只会轻细变大。
另一方面，海水的深度每增添10米，压强就会响应增添一个大气压。因为马里亚纳海沟的深度约为1.1万米，所以底部的压强为地表大气压的1100倍。这意味着马里亚纳海沟底部海水的密度大约会增添5% ，即为1.08克/立方厘米。别的，温度还会影响海水的密度。但不管如何，无论多深的海水密度城市低于砖头的密度。是以，砖头会一向往下沉，直至抵达马里亚纳海沟的底部。那么，砖头所需的下沉时候是多久呢？

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为了简洁计较，这里假设在海水阻力的感化下，砖头很快就能达到受力均衡，此时的速度即为终端速度，砖头将会以这个速度匀速下沉。砖头鄙人沉的过程中，总共会受到3个力的感化：
（1）重力：G=mg ，此中m为砖头的质量， g为重力加快度；
（2）海水的浮力：Fb=ρgV ，此中ρ为海水的密度， V为砖头的体积；
（3）海水的阻力：Ff=1/2ρv^2ACd ，此中v为砖头的终端速度， A为砖头的投影面积， Cd为阻力系数。
可以看到，在砖头下沉的过程中，跟着速度的不竭增添，只有阻力会跟着持续增添。当砖头的速度达到终端速度之时，阻力会增添到使得砖头达到受力均衡，则可得如下关系式：
G-Fb-Ff=0
对上式进行化简之后，可以获得砖头的终端速度计较公式为：

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【一块砖头沉到马里亚纳海沟的底部需要多长时间？】尺度砖的尺寸为240毫米×115毫米×53毫米，质量约为2.63千克。假设砖头以面积最小的那一侧标的目的下沉，那么，砖头的投影面积为6095平方毫米。别的，阻力系数取值为0.47 。由此可以算出砖头的终端速度约为2.73米/秒，所以砖头沉到马里亚纳海沟的底部最快需要大约67分钟的时候。若是用砖头面积最大的那一侧下沉，则终末速度约为1.28米/秒，所以沉到海底的时候约为2.4小时。

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