如果把一塊磚頭扔向馬里亞納海溝，那它會沉到海底嗎？如果磚頭會沉到海底，那又需要多長的時間？

磚頭能不能沉到1.1萬米深的馬里亞納海溝底部，取決於磚頭的密度大小。如果磚頭的密度大於水，則磚頭會沉到海底，反之，磚頭不會沉到海底。

這裡以標準磚為例，這種磚頭的密度約為1.8克/立方公分，這要大於常壓下海水的密度（1.03克/立方公分）。不過，隨著海水深度的增加，越往下的水受到的擠壓作用越強（壓強越高），這意味著密度也會更大，那麼，深海中水的密度會超過磚頭的密度嗎？

對於液態水而言，每增加一個大氣壓（大約為0.1 MPa或者100 KPa），水的密度差不多會增加百萬分之46。可見，液態水很難壓縮，隨著大氣壓的增加，密度只會輕微變大。

另一方面，海水的深度每增加10米，壓強就會相應增加一個大氣壓。由於馬里亞納海溝的深度約為1.1萬米，所以底部的壓強為地表大氣壓的1100倍。這意味著馬里亞納海溝底部海水的密度大約會增加5%，即為1.08克/立方公分。另外，溫度還會影響海水的密度。但不管怎樣，無論多深的海水密度都會低於磚頭的密度。因此，磚頭會一直往下沉，直至抵達馬里亞納海溝的底部。那麼，磚頭所需的下沉時間是多久呢？

為了簡便計算，這裡假設在海水阻力的作用下，磚頭很快就能達到受力平衡，此時的速度即為終端速度，磚頭將會以這個速度勻速下沉。磚頭在下沉的過程中，總共會受到3個力的作用：

（1） 重力：G=mg，其中m為磚頭的質量，g為重力加速度；

（2） 海水的浮力：Fb=ρgV，其中ρ為海水的密度，V為磚頭的體積；

（3） 海水的阻力：Ff=1/2ρv^2ACd，其中v為磚頭的終端速度，A為磚頭的投影面積，Cd為阻力係數。

可以看到，在磚頭下沉的過程中，隨著速度的不斷增加，只有阻力會隨著持續增加。當磚頭的速度達到終端速度之時，阻力會增加到使得磚頭達到受力平衡，則可得如下關係式：

G-Fb-Ff=0對上式進行化簡之後，可以得到磚頭的終端速度計算公式為：

標準磚的尺寸為240毫米×115毫米×53毫米，質量約為2.63千克。假設磚頭以面積最小的那一側向下沉，那麼，磚頭的投影面積為6095平方毫米。另外，阻力係數取值為0.47。由此可以算出磚頭的終端速度約為2.73米/秒，所以磚頭沉到馬里亞納海溝的底部最快需要大約67分鐘的時間。如果用磚頭面積最大的那一側下沉，則終末速度約為1.28米/秒，所以沉到海底的時間約為2.4小時。