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自由落体运动的条件(关于自由落体哪些是对的?)

浏览量:3748 时间:2023-01-06 10:12:30 作者:采采

自由落体运动的条件(关于自由落体哪些是对的?)

关于自由落体哪些是对的?

物体做自由落体运动时,只受重力影响。当一个物体自由落体时,它的初速度为零。当一个物体自由落体时,它的运动方向是垂直向下的。做自由落体时,它的加速度是9.8米/平方秒。物体的自由落体运动是一种特殊的匀加速直线运动。

自由落体的原理?

自由落体的原理与没有空气或物体的质量无关。只看公式,没有质量项。

但是,我们的生存空间是有空气的,下落的速度受空气阻力的影响,因为空气也是有浮力的。

如果没有空气,铁球和羽毛以同样的速度下落。具体可以搜索美国15号登月的视频。刚才提到有个实验,是在月球的真空环境下做的。

自由落体的原理?

在空气阻力可以忽略的理想状态下,一个物体在一定高度上只靠重力下落。这样的物体叫做“自由落体”。

自由落体空气阻力公式?

空气阻力公式

F=1/2c SV的平方

其中:C为空气阻力系数,通常为实验值,与物体的特征面积(迎风面积)、光滑度、整体形状有关;

为空气密度,正常干燥空气可为1.293g/l,特殊条件下可现场监测;s是物体的迎风面积;v是物体和空气之间的相对运动速度。

从上式可以看出,一般情况下,空气阻力与空气阻力系数和迎风面积成正比,与速度的平方成正比。如果在空气中的速度达到2.5M(马赫),由于空气的摩擦力,气动加热的现象就会开始出现。

自由落体的速度时间高度公式是什么?

泻药。

首先,我们需要一个经验公式来描述空气阻力。把这里的这个公式当成:c是空气阻力系数,空气密度,S是物体的迎风面积,V是物体相对于空气的速度。从这个公式可以看出,不同物体的空气阻力是不一样的。这是合理的。比如降落伞的迎风面积很大,所以降落伞下降时的空气阻力就很大。也正因为如此,降落伞才能保护伞兵。

物体一旦确定,迎风面积s就确定了,空气阻力之和与速度的平方成正比。我们可以把这个比例系数设为k,所以空气阻力可以写成。

物体在下落的过程中,只受到重力和空气的阻力。如果方向为正,重力为正,空气阻力为负。从牛顿第二定律可以得到:所以可以写出下面的非线性微分方程:

初速度为0,也就是。初始下落距离为0,即。从这两个初始条件组合得到的微分方程,可以得到下落距离与时间的函数关系:

其中ln是对数函数,cosh是双曲余弦函数。下落速度和时间之间的关系通过对x(t)求导得到:

其中tanh是双曲正切函数。

从v(t)函数的表达式可以发现,当t趋近于无穷大时,v(t)就是极限。这说明在考虑空气阻力后,速度不会像没有空气阻力时那样无限增大,最终会达到一个稳定值,这时的运动可以看作匀速直线运动。这个稳定值也可以通过阻力等于重力,也就是解方程得到。

最后下落距离x(t)和速度v(t)随时间变化的图像大致如下。如前所述,速度是有限制的。随着时间的推移,v(t)曲线无限靠近图中的虚线。

有时在速度不是很高的情况下,采用阻力与速度成正比而不是速度的二次方的经验公式。在该案中也得出了类似的结论。

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