Περιγράψτε πώς συνδυάζονται η βαρύτητα και η αντίσταση στον αέρα όταν ένα αντικείμενο φτάσει στην ταχύτητα του τερματικού;
1. Τραβήξτε τη βαρύτητα:
* Η βαρύτητα τραβά συνεχώς ένα αντικείμενο προς τα κάτω, επιταχύνοντας το προς τη γη. Αυτή η επιτάχυνση είναι σταθερή για μια δεδομένη θέση στη γη (περίπου 9,8 m/s2).
2. Αντίσταση αέρα (μεταφορά):
* Καθώς πέφτει ένα αντικείμενο, συναντά μόρια αέρα. Αυτές οι συγκρούσεις δημιουργούν μια δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση του αντικειμένου, που ονομάζεται αντίσταση αέρα ή έλξη.
* Η μεταφορά αυξάνεται με την ταχύτητα του αντικειμένου και την επιφάνεια του εκτεθειμένη στον αέρα.
3. Ο αγώνας αρχίζει:
* Αρχικά, η βαρύτητα είναι ισχυρότερη από την αντίσταση στον αέρα. Το αντικείμενο επιταχύνεται προς τα κάτω.
* Καθώς το αντικείμενο επιταχύνεται, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται. Αυτό επιβραδύνει την επιτάχυνση.
* Το αντικείμενο συνεχίζει να επιταχύνει, αλλά με μειωμένο ρυθμό.
4. Φτάνοντας ταχύτητα τερματικού:
* Τελικά, επιτυγχάνεται ένα σημείο όπου η δύναμη της αντίστασης του αέρα ισούται με τη δύναμη της βαρύτητας.
* Σε αυτό το σημείο, η καθαρή δύναμη στο αντικείμενο είναι μηδέν.
* Η ταχύτητα του τερματικού είναι η σταθερή ταχύτητα που φτάνει τελικά ένα αντικείμενο ελεύθερης πτώσης όταν η δύναμη της αντίστασης του αέρα ισούται με τη δύναμη της βαρύτητας.
5. Σταθερή ταχύτητα:
* Δεδομένου ότι οι δυνάμεις είναι ισορροπημένες, το αντικείμενο σταματά να επιταχύνεται. Συνεχίζει να πέφτει με σταθερή ταχύτητα, που ονομάζεται ταχύτητα τερματικού.
* Η ταχύτητα του τερματικού εξαρτάται από το σχήμα του αντικειμένου, τη μάζα και την πυκνότητα του αέρα.
Συνοπτικά:
Όταν ένα αντικείμενο πέφτει μέσα από τον αέρα, η βαρύτητα το τραβά προς τα κάτω και η αντίσταση στον αέρα το ωθεί. Καθώς το αντικείμενο πέφτει γρηγορότερα, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται μέχρι να ισορροπήσει τη βαρύτητα. Αυτό το σημείο ισορροπίας είναι η ταχύτητα τερματικού, όπου το αντικείμενο πέφτει με σταθερή ταχύτητα.
