8.6
Проверка безопасности на судне использует тяжёлый тестовый груз. Груз поднимается и отпускается, чтобы изучить, как сопротивление воздуха влияет на движение. После отпускания вес начинает с покоя и падает в воздух.
Гравитация тянет его вниз, в то время как воздух толкает вверх против его движения. Согласно Второму закону Ньютона, изменение скорости зависит от суммарной силы.
Объединение этих сил даёт дифференциальное уравнение, связывающее ускорение со скоростью. Деление уравнения на массу даёт более простую форму.
Определение отношения постоянного сопротивления к массе как постоянной b облегчает разделение дифференциального уравнения.
Интегрировав уравнение и переписывая его, чтобы найти уравнение для скорости как функции времени, получается экспоненциальное уравнение. Использование начальной скорости нуля помогает найти оставшуюся константу в растворе.
Со временем скорость приближается к постоянному значению, известному как терминальная скорость. При весе 10 килограммов и постоянной сопротивления 2 ньютон-секунды на метр модель прогнозирует конечную скорость 49 метров в секунду.
При анализе движения падающих тел необходимо учитывать не только силу тяжести, но и силу сопротивления воздуха, направленную против силы тяжести. Прак…
© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.