Πώς επηρεάζει η αντίσταση στον αέρα την επιτάχυνση των αντικειμένων πτώσης;
1. Αντίθετη δύναμη:
* Η αντίσταση στον αέρα λειτουργεί ως δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση ενός αντικειμένου που πέφτει. Είναι μια δύναμη που μοιάζει με τριβή που προκύπτει από το αντικείμενο που σπρώχνει τον αέρα.
2. Εξάρτηση από την ταχύτητα και το σχήμα:
* ταχύτητα: Όσο ταχύτερα πέφτει ένα αντικείμενο, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση στον αέρα που ενεργεί πάνω του. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το αντικείμενο συναντά περισσότερα μόρια αέρα ανά μονάδα χρόνου σε υψηλότερες ταχύτητες.
* Σχήμα: Το σχήμα ενός αντικειμένου επηρεάζει σημαντικά την αντίσταση στον αέρα. Τα αντικείμενα με μεγαλύτερες επιφανειακές περιοχές και λιγότερο εξορθολογισμένα σχήματα αντιμετωπίζουν μεγαλύτερη οπισθέλκουσα.
3. Ταχύτητα τερματικού:
* Καθώς πέφτει ένα αντικείμενο, η ταχύτητά του αυξάνεται, όπως και η αντίσταση του αέρα. Τελικά, η δύναμη της αντίστασης του αέρα θα γίνει ίση και αντίθετη με τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτό το σημείο, το αντικείμενο σταματά να επιταχύνεται και να φτάνει στην ταχύτητα του τερματικού . Αυτή είναι η μέγιστη ταχύτητα που θα φτάσει το αντικείμενο κατά τη διάρκεια της πτώσης του.
4. Μη σταθερή επιτάχυνση:
* Λόγω της αντίστασης του αέρα, η επιτάχυνση ενός αντικειμένου πτώσης δεν είναι σταθερή. Ξεκινά με την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s2), αλλά μειώνεται καθώς αυξάνεται η αντίσταση στον αέρα.
Παράδειγμα:
* Εξετάστε ένα skydiver. Όταν πηδούν από ένα αεροπλάνο, αρχικά επιταχύνουν στα 9,8 m/s². Ωστόσο, καθώς η ταχύτητά τους αυξάνεται, η αντίσταση στον αέρα αναπτύσσεται. Τελικά, φθάνουν στην ακροατηρία, η οποία είναι περίπου 120 mph για ένα ουρανό σε θέση spread-eagle.
Συνοπτικά:
* Η αντίσταση στον αέρα αντιτίθεται στην κίνηση ενός αντικειμένου πτώσης, επιβραδύνοντας το.
* Η ποσότητα της αντίστασης του αέρα εξαρτάται από την ταχύτητα και το σχήμα του αντικειμένου.
* Η αντίσταση στον αέρα προκαλεί τη μείωση της επιτάχυνσης του αντικειμένου που πέφτει μέχρι να φτάσει στην ταχύτητα του τερματικού.
Σημείωση:
* Σε ένα κενό, όπου δεν υπάρχει αέρας, τα αντικείμενα πέφτουν σε σταθερή επιτάχυνση λόγω βαρύτητας.
* Η επίδραση της αντίστασης του αέρα γίνεται πιο σημαντική για αντικείμενα με μεγαλύτερες επιφανειακές περιοχές και λιγότερο εξορθολογισμένα σχήματα.
