有人曾提出一個(gè)腦洞大開的問題來讓人回答：一艘船在通過太平洋最深的馬里亞納海溝時(shí)，船上的人向大海丟進(jìn)一個(gè)1公斤重鐵球，不考慮鐵球的水平移動(dòng)，鐵球需要多長(zhǎng)時(shí)間沉入11000米深海底呢？1個(gè)小時(shí)，2個(gè)小時(shí)，還是需要3個(gè)小時(shí)？

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一個(gè)物體能否沉入海底還是浮在海面，取決于它的密度，密度比水大，就會(huì)下沉，反之則會(huì)浮在水面上，比如木材密度比水小，自然就浮在水面。

淡水密度為1克/立方厘米，但含有大量礦物質(zhì)的海水平均密度為1.025克/立方厘米，當(dāng)然水溫也會(huì)影響到水的密度，但這里忽略不計(jì)，不然就無法計(jì)算了。

鐵的密度是7.86克/立方厘米，比水的密度要大得多，所以鐵球很容易下沉，想要知道鐵球需要多久才抵達(dá)海底，我們就要計(jì)算出鐵球的下沉速度，距離知道，速度也知道的話，那么就可以計(jì)算出來時(shí)間。

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眾所周知，水的深度越深水壓就越大，水深每增加10米，水壓就會(huì)相應(yīng)增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，到了11000米深海底，水壓增加到1100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，那么海底水的密度是不是比海面要大得多呢？會(huì)不會(huì)超過鐵的密度，導(dǎo)致鐵球最后懸停在海底中部無法到達(dá)海底？

科學(xué)家曾做過實(shí)驗(yàn)，確定液體和固體很難被壓縮，對(duì)于液態(tài)水而言，每增加一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水的密度就增加100萬分之47，所以就算在11000米深海底，水壓增加到1100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水密度也只增加5%，即水的密度增加到1.07625克/立方厘米。

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無論如何，水的密度不可能超過鐵的密度，況且鐵在受壓情況下密度也會(huì)稍微增加，因此鐵球肯定是可以沉到海底的，不可能懸停在海洋中，由于水的密度變化不大，為了方便計(jì)算，我們這里就忽略不計(jì)。

大家還記得嫦娥5號(hào)樣品返回艙是如何返回地球的嗎？在大氣層中通過“打水漂”的方式來減速，然后降落，因此物體在大氣層中降落受到三種力，重力，空氣的浮水和摩擦力，水中物體和空氣中物體一樣，受到三種力，向下重力，向上海水的浮力和海水的阻力。

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重力由地球引力產(chǎn)生，方向向下，垂直于地面，而海水的浮力和海水的阻力而是重力的反作用力，垂直于地面向上。

在物理學(xué)中，重力符號(hào)為G，計(jì)算公式為G=mg，m是物體的質(zhì)量，g是比例系數(shù)，為9.8牛/千克，而鐵球重量為1000克，因此G為9.8牛

海水浮力符號(hào)為F，計(jì)算公式為F=ρgV，ρ為海水的密度，V為鐵球的體積，g為9.8牛/千克，一公斤重鐵球直徑等于3.13厘米，所以V為16.056立方厘米。把ρ=1.025克/立方厘米換算一下，ρ=0.001025克/立方米，得出F為0.161282牛。

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海水阻力符號(hào)為Ff，計(jì)算公式為Ff=1/2ρv^2ACd，其中ρ為海水的密度，v表示鐵球的速度，A為鐵球的橫切面面積，Cd為阻力系數(shù)，一般而言，一公斤重鐵球直徑等于3.13厘米，因此A等于7.6945平方厘米，球體Cd通常取值為0.47，而不知道只有v。

一旦球體的體積和重量確定后，G和F都是一個(gè)不變固定值，只有海水阻力Ff是一個(gè)變動(dòng)的值，因?yàn)殡S著鐵球下降速度的增加，海水阻力也跟著增加，只有鐵球加速下沉到勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們才確定球體所受合力為零。

在物理學(xué)中，只要物體在做勻速運(yùn)動(dòng)，那么它受到的合力一定為零，這個(gè)時(shí)候G=F+Ff，而G和F都是已知的，因此我們可以根據(jù)合力為零的公式算出Ff中鐵球速度v，計(jì)算公式為：

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把G=9.8牛，F(xiàn)=0.161282牛，ρ=0.001025克/立方米，A=7.6945平方厘米，Cd=0.47，當(dāng)然單位大小之間要統(tǒng)一，需換算一下，得出鐵球在海水中勻速下沉速度為10.7米/秒，到達(dá)11000米深海底需要1028秒，約17分鐘。

不過這個(gè)算法并未考慮一個(gè)問題，從水面加速下沉開始，速度肯定要慢些，一直到勻速下沉所用時(shí)間，而是統(tǒng)一用下沉速度為10.7米/秒去計(jì)算，但實(shí)際上也相差不了多少時(shí)間，好吧，再加一分鐘，所以一個(gè)一公斤重鐵球從海面降落馬里亞納海溝約需要18分鐘，看完是不是長(zhǎng)知識(shí)了？