馬裡亞納海溝位於太平洋馬里亞納群島附近，是地球上已知的海洋最深處，假如我們把一塊磚頭丟進馬裡亞納海溝，那麼這塊磚頭需要多久能沉到海底呢？在討論這個問題之前，我們需要先來確定一下磚頭會不會被壓碎。

在馬裡亞納海溝的高壓環境中，磚頭會被壓碎嗎？

通常來講，普通的磚頭按照抗壓強度可以劃分MU10、MU15、MU20、MU25以及MU30五個等級，其中抗壓強度最高的是MU30，其抗壓強度平均值為30Mpa，也就是說，當磚頭受到的壓強超過了30Mpa的時候，就可能會被壓碎。

另一方面來講，海洋的水深每增加10米，海水中的壓強就會增加約1個大氣壓，而馬裡亞納海溝最深處可達11千米，在這裡的壓強可達到1100個大氣壓，也就是110MPa，這相當於每平方釐米的面積，會承受1。1噸的重量。

可以看到，馬裡亞納海溝底部的壓強遠遠超過了普遍磚頭的抗壓強度，那這是否說明磚頭會被壓碎呢？

其實不然，這是因為上述的30Mpa是指磚頭在單向受壓和雙向受壓的情況下，而當磚頭在海水中的時候，磚頭在各個方向所受到的壓力都是均勻的，這是屬於三向受壓，相對於單向受壓和雙向受壓，物體在三向受壓的情況下，其抗壓強度要高出好幾個數量級。

除此之外，磚頭的構造較為疏鬆，在它被丟進海洋中之後，海水會迅速地滲入其中，而由於海洋中的壓力是由海水來傳遞的，並且海水向各個方向傳遞的壓力都是一樣的，因此磚頭在被海水滲入之後，磚頭就更不會被壓碎了。

這塊磚頭多久能沉到海底？

普通磚頭的密度大約每立方厘米1。8克，這遠遠大於海水的密度，因此磚頭肯定是會一直沉到海底的，在不考慮其他干擾因素（如海水流動、海洋生物碰撞等等）的情況下，磚頭在沉向海底的過程中主要會受到重力（G）、海水的浮力（F浮）以及海水的阻力（F阻）這三種力的作用。

在磚頭被丟入海水之後，其受到的重力比浮力更大，因此重力和浮力的合力方向為向下，在這個合力的作用下，磚頭就會加速向海底下沉。

然而海水卻會對磚頭產生阻力，其方向是向上的，磚頭下沉的速度越快，海水對它產生的阻力就越強，所以在經過一段時間之後，磚頭所受到的這三種力就會達成平衡，在這種情況下，它就會以一個固定的速度向海底下沉，這個速度也被稱為“終端速度”，這是可以計算出來的。

重力可透過“G = mg”來計算，海水的浮力可透過“F浮=ρgV”來計算（其中m為磚頭質量，g為地球重力加速度，ρ為海水的密度，V為磚頭的體積）。

海水阻力的計算公式為“F阻=CρSv^2/2”（其中C為海水的阻力系數，S為磚頭的特徵面積（我們可以將其理解為“迎水面”），ρ為海水的密度，v為磚頭的下沉速度）。

當磚頭達到終端速度（v）的時候，它所受到的重力就剛好等於海水的浮力加上海水的阻力，也就是“G = F浮+F阻”，所以我們就可以得出終端速度（v）的計算公式，即“v=√［2（mg-ρgV）/CρS］”。

一塊普通磚頭的標準尺寸為：長240毫米、寬115毫米、高53毫米，其體積為0。0014628立方米，按密度為1。8克/立方厘米來計算，其質量（m）約為2。633千克，我們將g取值為9。8，海水的密度（ρ）取值為1030千克/立方米（這裡忽略海水密度隨水深的細微變化），海水的阻力系數（C）取值為0。47。

需要注意的是，在磚頭沉入海底的過程中，上述公式中的S（即特徵面積）並不固定，它的最大值為“磚頭的長度 x 磚頭的寬度=0。0276平方米”，最小值則為“磚頭的寬度 x 磚頭的高度=0。006095平方米”。

將以上資料代入“v=√［2（mg-ρgV）/CρS］”就可以得出，磚頭的終端速度最大值約為2。73米/秒，最小值約為1。28米/秒。

可以看到，即使是最大值也是一個很小的速度，這就意味著，磚頭被丟進海水之後只需要很短的時間裡就能達到終端速度，所以我們可以粗略地認為，磚頭在沉入海底的過程中一直在以終端速度進行勻速下沉。

至此我們就可以給出結論了，假如把一塊磚頭丟進馬裡亞納海溝，並且這塊磚頭能夠一直沉到最深處（即11千米），那麼它需要的最短時間大約為4029秒，最長時間則大約為8594秒，當然了，這塊磚頭是不會被壓碎的。

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家

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