Πώς αλλάζει η ταχύτητα ενός αντικειμένου που πέφτει με την πάροδο του χρόνου;
1. Αγνοώντας την αντίσταση στον αέρα:
* σταθερή επιτάχυνση: Σε ένα κενό, η μόνη δύναμη που ενεργεί σε ένα αντικείμενο που πέφτει είναι η βαρύτητα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια σταθερή επιτάχυνση προς τα κάτω, που υποδηλώνεται από το «G» (περίπου 9,8 m/s² στη γη).
* Γραμμική αύξηση της ταχύτητας: Καθώς το αντικείμενο πέφτει, η ταχύτητά του αυξάνεται γραμμικά με το χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι η ταχύτητα αυξάνεται κατά το ίδιο ποσό κάθε δευτερόλεπτο. Η εξίσωση για αυτό είναι:
* v =u + gt
* Πού:
* V =τελική ταχύτητα
* u =αρχική ταχύτητα (συνήθως 0 εάν το αντικείμενο ξεκινά από την ανάπαυση)
* g =επιτάχυνση λόγω βαρύτητας
* t =ώρα
2. Λαμβάνοντας υπόψη την αντίσταση στον αέρα:
* Μεταβλητή επιτάχυνση: Η αντίσταση στον αέρα αντιτίθεται στην κίνηση του αντικειμένου πτώσης. Αυτή η δύναμη αυξάνεται με την ταχύτητα του αντικειμένου. Ως αποτέλεσμα, η επιτάχυνση του αντικειμένου μειώνεται με την πάροδο του χρόνου.
* Τερματική ταχύτητα: Τελικά, η δύναμη αντίστασης του αέρα γίνεται ίση με τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτό το σημείο, η καθαρή δύναμη στο αντικείμενο είναι μηδέν και σταματά να επιταχύνεται. Αυτή η σταθερή ταχύτητα ονομάζεται τελική ταχύτητα.
Περίληψη:
* Αρχικά: Το αντικείμενο πτώσης επιταχύνεται με σταθερό ρυθμό λόγω βαρύτητας.
* Αργότερα: Η αντίσταση του αέρα επιβραδύνει την επιτάχυνση και η ταχύτητα αυξάνεται με μειωμένο ρυθμό.
* Τέλος: Το αντικείμενο φτάνει στην ταχύτητα του τερματικού και η ταχύτητά του γίνεται σταθερή.
Παράγοντες που επηρεάζουν την ταχύτητα του τερματικού:
* Σχήμα αντικειμένου: Ένα βελτιωμένο σχήμα μειώνει την αντίσταση στον αέρα και οδηγεί σε υψηλότερη ταχύτητα τερματικού.
* Μάζα αντικειμένου: Τα βαρύτερα αντικείμενα έχουν υψηλότερη ταχύτητα τερματικού, επειδή η δύναμη της βαρύτητας είναι ισχυρότερη.
* πυκνότητα αέρα: Η ταχύτητα του τερματικού είναι χαμηλότερη στον πυκνότερο αέρα.
Key Takeaway:
Η ταχύτητα ενός αντικειμένου πτώσης αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου, αλλά ο ρυθμός αύξησης των μεταβολών λόγω της αντίστασης του αέρα. Αυτό τελικά οδηγεί σε μια σταθερή ταχύτητα γνωστή ως τελική ταχύτητα.
