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阻力和终端速度
6.9
阻力是一种不希望存在的力,它会阻碍物体在空气或水等流体中运动。
对于体积较小且缓慢移动的物体,阻力与物体的速度成正比。
对于较大且运动速度较快的物体,阻力与物体速度的平方、流体密度、物体的横截面积以及阻力系数有关。
由于阻力的作用,物体在流体中自由下落时不会表现出恒定的加速度。
根据牛顿第二定律,作用在物体上的力包括重力和阻力,忽略浮力。
当物体下落时,其速度增加,因此阻力也随之增大,直至与重力平衡,导致合力为零,加速度为零。
此时的最大恒定速度称为终端速度,它取决于物体的质量、形状、表面积以及物体所通过流体的密度。
因此,较重的物体具有更高的终端速度,下落得更快。
日常生活中一个有趣的力是物体在流体中移动时所受到的阻力。 与摩擦力一样,阻力始终与物体的运动相反。 与简单的摩擦不同,阻力与流体中物体的速度的某个函数成正比。 此功能很复杂,它取决于物体的形状、大小、速度以及所在的流体。对于大多数移动速度不太慢的大型物体,例如骑自行车的人、汽车和棒球, 阻力与物体速…