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磚頭 把一塊磚扔進(jìn)馬里亞納海溝，多久到海底磚頭會(huì)不會(huì)被壓碎

馬里亞納海溝位于太平洋西部，是人類目前已知海洋的最深處，也是地球的最低點(diǎn)，最深的地方約為11公里，就算把珠穆朗瑪峰放進(jìn)去想要露頭，至少還得加個(gè)2154米高的華山。
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由于地球71?面積被海水覆蓋，我們對(duì)海洋深處的世界并不是很了解，因此或許在地球上還有比馬里亞納海溝更深的地方，我們不得而知。
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馬里亞納海溝的形成是因?yàn)榘鍓K碰撞造成的，由于歐亞板塊要厚于太平洋板塊，且太平洋板塊的位置也非常低。當(dāng)發(fā)生碰撞的時(shí)候，造成了太平洋板塊向下俯沖，歐亞板塊高高隆起，就造就了目前已知最深的海溝。日本本土就處在兩個(gè)板塊的碰撞帶上，所以經(jīng)常性的震一震也算正常。我們知道水的密度要高于空氣的密度，2米深的游泳池就能讓我們感覺到和地面空氣不一樣的壓力。
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海溝深度達(dá)到了11公里，那么此處的水的壓力是否會(huì)讓海水的密度上升到使一塊磚頭都無(wú)法下沉的地步？如果不是，那么磚頭下沉需要多長(zhǎng)時(shí)間？磚頭會(huì)被海底的高壓壓碎嗎？磚頭能不能下沉到海溝底部，只取決于海水的密度，如果隨著深度的增加海水的密度一直是低于磚頭的密度，那么磚頭下沉到海溝底部只是時(shí)間的問題，反之磚頭就會(huì)懸浮在海洋的某個(gè)位置。
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生活中水雖然流動(dòng)性、可塑性非常好，這說明液態(tài)水分子的自由度非常高，但是水這種物質(zhì)并不是我們想象的那么容易壓縮。當(dāng)壓力升高1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1.013x10^5pa）水的密度會(huì)上升0.0046?這個(gè)上升的幅度非常小，水深每增加10米，就會(huì)上升一個(gè)大氣壓。
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所以馬里亞納海溝最底部的大氣壓相當(dāng)于1100個(gè)大氣壓，那么水的密度就會(huì)增加大約5?正常大氣壓下水的密度為1000千克/立方米.那么11公里深的水密度為1050千克/立方米，海水由于各種礦物質(zhì)鹽分、雜質(zhì)的原因密度會(huì)大一些，但也不超過1080千克/立方米。
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而一塊普通的磚頭的密度為1800千克/立方米，很明顯要高于海溝深處的海水密度，因此磚頭是可以沉入海底的。那么多深的水由于密度的增加會(huì)使得磚頭無(wú)法下沉呢？這個(gè)其實(shí)也很好計(jì)算，只要讓海水的密度高于磚頭就行，以海水密度達(dá)到2000千克/立方米為例，這個(gè)深度大約為217.4公里。那么磚頭多長(zhǎng)時(shí)間能夠下降到11公里深的海溝呢？
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磚頭在下降的過程中會(huì)受到三種力的作用，分別為自身的重力（mg），海水所帶來的浮力（ρgV），以及海水的阻力（1/2CρSv^2）。上文說了海水的密度隨著深度的增加并不會(huì)變化的太多，我們可以認(rèn)為其就是一個(gè)定值。那么隨著磚頭的下降唯一變化的量就是磚頭所受到的阻力。當(dāng)阻力大到與磚頭所受到向下的合力（重力減去浮力）相等的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候的磚頭就達(dá)到了下降時(shí)的最高速度，也被稱為終端速度。
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例如跳傘運(yùn)動(dòng)員，在飛機(jī)上跳下的時(shí)候，一開始會(huì)在重力的作用下加速，但由于速度的增加最終也會(huì)因?yàn)榭諝庾枇Φ脑龃螅_(dá)到一個(gè)終端速度。這個(gè)終端速度還跟物體下落時(shí)侯的受風(fēng)面積有關(guān)，例如采用俯伏狀自由落體的運(yùn)動(dòng)員，最終的終端速度大約為55m/s，3秒鐘就能達(dá)到終端速度的50?8秒達(dá)到90?15秒達(dá)到99?采用頭部朝下俯沖的方式自由落體，終端速度可以達(dá)到270m/s，甚至是325m/s。所以姿勢(shì)很重要，但是達(dá)到終端速度只是整個(gè)自由落體環(huán)節(jié)的一小部分時(shí)間。
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因此我們?yōu)榱擞?jì)算簡(jiǎn)單些，只需算出磚塊達(dá)到終端速度以后，下降到海底的時(shí)間。在理想狀態(tài)下，如果磚頭以立起來最小的那一面一直下落，終端速度為2.73米/秒，下降到海底需要67分鐘的時(shí)間。如果磚塊以平面，最大面的那一塊一直往下落，終端速度只有1.28米/秒，沉入到海底需要2.4小時(shí)。如果考慮到海水的流動(dòng)，磚塊的不穩(wěn)定之類的問題，那就沒辦法算了。磚頭在海底會(huì)不會(huì)被高壓壓碎呢？

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