物體從高空落下,在只考慮重力和空氣的摩擦力的情況下。到一定的速度後,會不會產生成為勻速直線運動

時間 2021-09-13 21:19:44

1樓:匿名使用者

讓我用方程跟你解釋一下其中的道理。

設物體質量為m,速度為v ,時間為t,所受到的阻力為f,時間為t

因為空氣阻力影響物理運動的方程比較複雜,這裡取其中的一個理想情況來討論,即阻力和物體運動的速度成正比,滿足: f=-kv

則物體運動時,由牛頓定律可知: a=g-kv/m   如果你學過微積分的話,這裡a=dv/dt

dv/(g-kv/m)=dt

兩邊同時取積分,得到 :   -m/k*ln(g-kv/m)=t

所以得到: v=g*m/k-m/k*e^(-t*k/m)

現在來看這個方程:v是一個隨著時間變化的數值,如果取g=9.8m/s^2 m=10kg 而阻力系數k=2,則v隨時間變化如附圖所示:

下圖橫座標為時間,縱座標為速度,可以看到,速度的變化越來越緩慢。

注意到e^(-t*k/m)這一項。從理論上來說,這一項隨著時間增長只能無限逼近0,而不能絕對的等於0。所以,從理論上來說(考慮理想情況)物體永遠達不到嚴格的勻速直線運動。

但是從實際的角度來說。因為e的冪次衰減特別快,所以在經過一段時間後,v的變化程度已經可以忽略了,可以認為物體進入勻速運動狀態。

實際中阻力有可能和速度的大於一次方成正比,但是解出來的結果都同樣帶有e的負冪次,因此實際上速度隨時間變化都是類似的情況。通常我們認為在時間足夠長的時候,e的負冪次項近似為0,所以認為物體可以進入勻速運動(即使理論上他永遠不可能等於0)

p.s 其他各位同學說的「速度越大摩擦力越大,所以最終會平衡」是不嚴密的。在本例中,速度越大摩擦力越大,但是摩擦力的增大會導致速度增大減緩。

從方程上看,最終速度是無限逼近一個恆定值,而永遠達不到該值的。

2樓:匿名使用者

會的 。

好吧。我就盡我所能給你講講。我們知道空氣是由氧氣、氮氣等氣體組成。

氣體是分子間隔比較大的一種物質,比起固體液體等密度小得多。但是它還是有分子的(儘管很稀薄)。而物體下落時一開始加速度是g,因此速度越來越大。

速度越大,物體給分子的衝力就越大,根據作用力與反作用力可知,分子給物體的力也就越大。所以物體從一開始加速度為g,因受到的空氣阻力(也就是上面所說的衝力的反作用力),所以加速度逐漸變小。當空氣阻力增大到與重力相等時,物體受力平衡,加速度為0,所以保持勻速直線運動。

我能講的就這些了,希望能幫到你!

3樓:匿名使用者

空氣阻力與物體的速度(速度平方,此處記不準)成正比,物體下落時加速,阻力增大,如果足夠高,阻力最終等於重力,物體會產生勻速直線運動

4樓:匿名使用者

會,當空氣阻力等於重力是物體將做勻速直線運動,物體受到的空氣阻力與速度有關,速度越大阻力也越大

5樓:匿名使用者

現在重力加速度g是恆定不變的,受到向下的力也就是恆定的,只要豎直向上的力達到重力大小的時候就是勻速運動了。豎直向上的力就是空氣的阻力,空氣的阻力f跟物體運動的速度成正比,速度增加到一定時,f=g,則速度不再增加。

6樓:匿名使用者

必須的,物體的摩擦力和他的速度成正比,速度越快,摩擦力越大。到達一定速度後,摩擦力等於重力加速度,加速度就為0了,然後就勻速運動了

7樓:匿名使用者

你記得 物體在氣體中運動受到的氣體阻力與物體與氣體的正對面積和物體運動速度有關 正對面積越大阻力越大 速度越大阻力越大 你的問題正對面積是不變的 而速度在越來越大 總有阻力和物體重力相等的時候 而一旦達到相等 物體受力平衡 則將做勻速直線運動

8樓:幻世枷鎖

會,磨擦力與速度的平方成一次函式,其中比例係數不確定,它與物體的重力與體積大小有關無法確定,所以我沒公式給你,但會有一個平衡點,磨擦力與重力相同大小,這個可以確定,希望可以幫到你!

9樓:shui的

向這種情況,空氣的摩擦力會和物體下落的速度有關,速度越大空氣的摩擦力越大。而首先物體下落的速度很小,重力大於摩擦力。做加速度不斷減少的加速運動,最後重力等於摩擦力,速度達到最大值,往後坐勻速直線運動。

10樓:望月小狼

空氣阻力與物體截面積與物體的運動速度有關係,在物體截面積已知的情況下可以寫成f=kv^2,這樣的話只要速度足夠大總可以使f=g,所以在很高(高度可以使速度達到令f=g的大小)的高空落下,最後的運動狀態是勻速直線運動,運動速度由g=f=kv^2決定,k是一個跟物體截面積相關的比例常數.

11樓:匿名使用者

速度肯定不會永遠加速,否則光速豈不是很好突破了。關鍵的問題是,它在落到地面之前,達沒達到那個讓摩擦力等於重力的速度。畢竟大氣層也就1000千米(不知道是不是)。

得看物體質量,體積,面積綜合考慮。

12樓:匿名使用者

速度不會達到無限大,原因很簡單,重力能夠提供足夠的力麼?速度越快,摩擦力越大,最終摩擦力會等於重力,此時加速度為零,速度不再增加,也不會減少,做勻速直線運動。

13樓:00幻境

可能會勻速。一般情況下阻力與速度的關係為f=kv^2(k為常數,公式可證,大學課本上也有)。

當速度足夠大時阻力等於重力,物體做勻速運動。

14樓:匿名使用者

會,最開始空氣阻力與速度成正比,後來與速度的二次方成正比,一定會有平衡點。

(這也能解釋為何幾千米高空落下的雨滴並不具有很大的動能)

15樓:

會勻速,因為阻力f=k*v^2,所以速度達到一定程度就等於重力而勻速運動

16樓:定越

會變成勻速直線運動的。摩擦力的大小與速度成比例,而且不止一次方的比例。所以速度越大摩擦力就越大,到最後就可以和重力平衡了。

你想想,如果從雲的高度上無摩擦地自由落體下來一個物體,那肯定把人砸死砸傷都有可能,但是雨滴就不會,因為最後摩擦力與重力達到平衡,速度就不會再增加了。自己的理解而已,希望可以幫到你。

17樓:棟冬楣

(1)速度是可以無限增大的,所以摩擦力也是可以無限變大的

(2)重力是恆定的,總會有摩擦力等於重力的時候

所以:摩擦力若不等於重力則會一直加速,摩擦力會一直增大,總會有某一時刻摩擦力等於重力,此時受力平衡,會保持那個速度做勻速直線運動

18樓:

會的 ,物體下落的速度由於受空氣助力影響無法無限增加, 關鍵是速度越快,空氣的阻力越大,當空氣助力和重力平衡時,速度就不會再變化,就是勻速運動了。這也是為什麼飛機之類無法無限加速的原因,飛機向前的推力和空氣阻力平衡就會勻速前進

19樓:

摩擦力是和速度成正比嗎?題目有沒有給出。如果成正比就是。

20樓:匿名使用者

可能存在勻速直線運動,這一速度物理學上稱之為「收尾速度」。摩擦力與重力的關係取決於摩擦力與物體運動速度的比例係數(該係數與物體的形狀、表面情況、空氣溼度、密度、溫度等有關一般考實驗得到)。

21樓:我不喜歡有錢人

會,用功率也可以解釋。

當功率達到額定功率時,合外力達到一定值時,物體就做勻速直線運動。

問一個物理問題,石頭從高處扔下。

22樓:匿名使用者

不會「無限增加」,如你所推測的「增加到一定程度」就不再增加了。比如從2萬米高空下落跟從1萬米下落的同一個物體,砸到地上產生的效果幾乎一樣的。因為有空氣阻力,墜落的物體若時間足夠長,最終會趨於一個「收尾速度」,收尾速度跟物體的質量以及空氣的阻礙有關。

對於同一個物體,收尾速度是一個定值。

23樓:綠伊然

落地速度如果增加,就會增大,但是隨著高度的增加,下落時空氣阻力增大,導致落地速度達到一定的數值時就不會增加了,所以撞擊力增大到一定程度就不增加了

24樓:匿名使用者

會增加的,但不會無限增加。在大氣裡,任何物體在相當高的地方下降,當速度越快,空氣阻力越大,當空氣阻力等於重力時,物體速度就不變了。

25樓:拉拉戰狼_窩擦

石頭從越高的地方落下速度越快,質量一定的情況下速度越快說含的能量就越大,砸的程度就越大。當然從越高的低分落下要考慮好多因素,比如空氣的摩擦力、風(由上向下的,由下向上的)地球引力等等。就像雨滴一樣從天上落下到一定速度就不再增加額。

這是由空氣有摩擦力導致的。是雨滴的重力等於摩擦力,速度就不再增加了。進入了勻速狀態。

這是忽略了一些微小的因素。

26樓:

通常下落依靠的是重力作用,在重力下,以一定的加速度速度再不斷的增加,但是過程中可能還有受到空氣阻力之類的力的作用,這些力的大小通常是與速度有關係的,我們常說阻力是與速度的平方有關係,最後當阻力和重力相同的情況了,就沒有加速度了,速度就不會再增加了。

27樓:匿名使用者

增加到一定程度不再增加。這個跟動量和衝量有關,還和地球引力有關。當高度達到一定的時候,收到地球對石頭的吸引力會減小,甚至減小到不會掉下來

28樓:夜伴青燈

下落時速度會增加,空氣阻力也隨之增大。當速度達到一定程度時,空氣阻力會增加到跟重力一樣,這是石頭會做勻速運動,速度不再增加,落到地面時的衝擊力也就不會增加了。

所以高度增加到一定程度,衝擊力就達到上限了。

29樓:電腦教師有話說

不能無限增加。

理由如下:

在理想環境下,不計空氣阻力,會出現你想象中的現象。

但現實生活中,是有空氣阻力的。

而空氣阻力會隨相對速度增加,也就是說,當高度達到一定程度,物體在下降達到一定速度,就會出現重力和空氣阻力相等。這時,運動速度就不會增加了,落地效應也就不會有變化。

30樓:nicep慧

發揮你的想象,雨水會告訴你答案!求採納!

31樓:

在地球引力以內是這樣的,它的砸地效果主要是因為重力加速度的作用下,距離越長石頭的速度及砸地瞬間的速度就會越大,也就是動能越大,可以看做砸地是石頭速度瞬間變為0,也就是動能完全傳遞至地面。越高勢能轉化成動能就越大。

但是如果高到外太空,這塊石頭就有可能無法掉落。

另還要考慮的是大氣阻力,即大氣對石頭的摩擦力,高到一定程度,石頭與大氣摩擦產生大量熱,說不定石頭還未落地便已由於高溫粉化,砸地效果就無從談起。

理解這個需要掌握的知識點:重力加速度,勢能,動能,能量守恆

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