终端速度
终端速度
终端速度(Terminal Velocity):当对物体的抵抗力与其速度同时增大时,物体将稳定在一定的速度上,此时的速度即为终端速度。
基本介绍
物体在空气中做
自由落体
运动,但是因为空气中有阻力,所以造成加速度的减小。通常来说空气中的阻力我们可以视为F=kρAV
(k为一
常数
,ρ为空气密度,A为物体的截面积,V为物体速度),而在物体所受到的力为重力和阻力,因此可以表示为 外力=重力+阻力,而当物体运动的速度越快时,所造成的阻力也就越大,当重力和阻力
相等
时,所受到的外力就会为零。因此物体将会成为等速度运动,此时的速度我们就称为终端速度。
测定
用使小球在空中中落下的方法测定。
空气阻力和终端速度
受重力作用的物体自由下落时,实际上,物体受到空气阻力的作用。与物体的速度v成比例的力作用在阻碍的方向上。这时物体的运动方程式为
ma = mg - βv
在这里,m为物体的质量,g是重力加速度,β为物体的外形、状态等的比例系数。重力mg与空气阻力βv平衡时,用下面的式子表示
0 = mg - βv
这时,物体的速度为
v = mg / β
加速度为0,即,重力与空气阻力平衡,速度恒定时的速度叫终端速度。
常见速度
1、人:195公里/时(腹部朝地的跳伞姿势)——320公里/时(缩紧身体时)
2、九毫米手枪子弹: 161 千米/时
3、30--60步枪子弹: 155 千米/时
注:2与3的速度相近是因为30--60步枪子弹体积大,但质量与九毫米手枪子弹差不多
终端速度(Terminal velocity)通常是指物体坠落时能达到的极限速度
参考资料
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362
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