簡介gydF4y2Ba
當你解決與自由落體有關的物理問題時,你經常會被告知忽略空氣阻力,假設加速度是恒定的。在現實世界中,由於空氣阻力,物體不會以恒定加速度無限下落。一種方法是比較一個棒球和一張紙從一米高落下時的下落。棒球落地時仍在加速。空氣對紙張運動的影響要比對棒球運動的影響大得多。紙張沒有加速很長時間,空氣阻力就會減小加速度,使其幾乎以恒定的速度移動。當一個物體以恒定速度下落時,我們用這個術語來描述gydF4y2Ba自由沉降速度gydF4y2Ba,或gydF4y2BavgydF4y2BaTgydF4y2Ba.紙很快就會達到極限速度,但棒球在短時間內掉到地板上時卻不會。gydF4y2Ba
空氣阻力有時被稱為gydF4y2Ba拖曳力gydF4y2Ba.人們已經對各種各樣的物體進行了實驗。有時表示阻力與速度成正比,有時表示阻力與速度的平方成正比。在任何一種情況下,阻力的方向都與運動的方向相反。在數學上,阻力可以用gydF4y2BaFgydF4y2Ba拖gydF4y2Ba= -gydF4y2BabvgydF4y2Ba或gydF4y2BaFgydF4y2Ba拖gydF4y2Ba= -gydF4y2Ba簡曆gydF4y2Ba2gydF4y2Ba.常數gydF4y2BabgydF4y2Ba而且gydF4y2BacgydF4y2Ba被稱為gydF4y2Ba阻力係數gydF4y2Ba這取決於物體的大小和形狀。gydF4y2Ba
下落時,有兩個力作用在物體上:重量,gydF4y2Ba毫克gydF4y2Ba,空氣阻力,-gydF4y2BabvgydF4y2Ba或-gydF4y2Ba簡曆gydF4y2Ba2gydF4y2Ba.在終端速度下,向下的力等於向上的力,所以gydF4y2Ba毫克gydF4y2Ba= -gydF4y2BabvgydF4y2Ba或gydF4y2Ba毫克gydF4y2Ba= -gydF4y2Ba簡曆gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,取決於阻力是遵循第一種關係還是第二種關係。無論哪種情況,因為gydF4y2BaggydF4y2Ba而且gydF4y2BabgydF4y2Ba或gydF4y2BacgydF4y2Ba都是常數,末端速度受物體質量的影響。把常數提出來,得到兩個gydF4y2Ba
vgydF4y2BaTgydF4y2Ba∝gydF4y2Ba毫克ydF4y2Ba或gydF4y2BavgydF4y2BaTgydF4y2Ba2gydF4y2Ba∝gydF4y2Ba毫克ydF4y2Ba
如果我們畫出質量和gydF4y2BavgydF4y2BaTgydF4y2Ba或gydF4y2BavgydF4y2BaTgydF4y2Ba2gydF4y2Ba,我們可以確定哪種關係更合適。gydF4y2Ba
在這個實驗中,您將測量咖啡過濾器下落時的末端速度作為質量的函數,並使用該數據在兩種模型中選擇阻力。之所以選擇咖啡過濾器,是因為它們足夠輕,可以在短距離內達到終端速度。gydF4y2Ba
目標gydF4y2Ba
- 觀察空氣阻力對咖啡過濾器下落的影響。gydF4y2Ba
- 確定空氣阻力和質量如何影響落體的最終速度。gydF4y2Ba
- 在兩個相互競爭的力模型中選擇下降咖啡過濾器上的空氣阻力。gydF4y2Ba