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落体运动

2023-03-06 12:07:44 暂无评论 百科资料

 来自物体在地球重力和介质360百科(水、空气等尼民待座回映展几)阻力作用下无初速地沿铅垂线降落的运动。

  • 中文名 落体运动
  • 外文名 fall phonometer
  • 运动微分方程 m=mg
  • 范畴 物理学
  • 轨迹 沿铅垂线降落

阻力

介质于州婷阳阻力

  ​介质的阻力决定于介质的物理性质、物体运动的速度和物体的形状和尺寸。如果物体的尺寸很小,速度也很小(例如小于每秒24米),则可设阻力与速度成正比;这个定律对极缓慢的运动是足够准确的。但在物体尺寸和运动速度的很大范围内,可认为阻力与速度的平方成正比;现代流体力学的理论和停活实验都证明了这个定律。如果运动的速度接近声速,则阻力的增大比速度的平方还快。如果速度再增加,阻力变化的规律就更为复杂。与阻力有关的数据须通过实验及理论研究得到。

阻力与速度成正比

  设小物体Q(见图)在静止液体中从静止开始下沉,液体阻力的大小与物体的速度成正比,比例系数为μ。μ的数值与液体的性质、物体的形状有关。设阻力R来自=-μv,则物体的运动微分方程为:

  式中g为重力加速度;

  为R在铅垂轴x上的投影。积分一次,代入初始条件:t=0,v0=0。得到物体Q下沉速度的表示式:

  令

  然后积分上式,代入初始条件:t=0,x0=0360百科,得到物体Q的运动规律:

阻力与速度的平方成正比

  设阻力R=μv,且用记号

  则物体Q的运动微分方程为:

  积分上式,代入初始条件:t=0时,v0=0,并设

  得速度表示式:

环慢树造妈与目背业棉  令

  并积分上式,代入初始条件:t=0,x0=0,最后得到物体Q的运动规律:

极限速度

  物体在地球弦农活实白背晚论孙批父重力和介质阻力作用下铅直降落的最大速度。自由落体的加速度为g=9.80米/秒,其速度与时间t成正比,直到与地面相碰为止。然而在有阻力的介质中运动时,例如降落伞和炸弹从飞机上降落时,空气阻力限制它们速度的增长。介质对物体的阻力可写作:

  R=μf(v),

  式中μ同介质的密度和物体在运动方向上的投影面积成正比;f(v)为落体速度的函数,当v=0,f(v)=0。物体在重力和介质阻力作用下,铅直降落时的运动微分方程为:

  如果R=μv,例如降落伞降落时所受的阻力,得到极限吸对速度

  极限速度也可对落体的速度表示式取极限而得到。

  自由落体运动 阻力可以忽略的落体运动。这种情况下,落体只在重力作用下运动,其加速配从按普责跟升己但度为g。g的数值由实验求出,一般取为9.80米/秒。

  自由落体的运动微分方程为。通过积分并代入初始条件:t=0,x0=0,v0=0,可得到自由落体运动的三个公式:

  式中v和h分别为任一时刻物体的下落速度和下降高度。

参考文献

 来自 1、词条作者:黄克累.《中国大百科全书》74卷(第一版)力360百科学 词条:落体运动:中国大百科全书出版 社,1987 :350-351页.

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