Όταν ένα αντικείμενο επιταχύνει πώς ανταποκρίνεται η αντίσταση στον αέρα;
1. Ταχύτητα:
* Χαμηλές ταχύτητες: Η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται αναλογικά με την ταχύτητα του αντικειμένου. Αυτό σημαίνει ότι εάν διπλασιάσετε την ταχύτητα, διπλασιάζετε την αντίσταση στον αέρα. Αυτό ονομάζεται Γραμμική μεταφορά .
* Υψηλές ταχύτητες: Σε υψηλότερες ταχύτητες, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται αναλογικά με το τετράγωνο της ταχύτητας του αντικειμένου. Αυτό σημαίνει ότι αν διπλασιάσετε την ταχύτητα, τετραπλασιάζετε την αντίσταση στον αέρα. Αυτό ονομάζεται τετραγωνική μεταφορά .
2. Σχήμα:
* Αεροδυναμικό σχήμα: Αντικείμενα με εξορθολογισμένο σχήμα, όπως ένα αυτοκίνητο ή ένα αεροπλάνο, βιώστε λιγότερη αντίσταση στον αέρα από τα αντικείμενα με αμβλύ σχήμα, όπως ένα κουτί.
* επιφάνεια: Όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια του αντικειμένου που εκτίθεται στον αέρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση στον αέρα.
3. Πυκνότητα αέρα:
* Υψηλότερη πυκνότητα: Η αντίσταση του αέρα είναι μεγαλύτερη στον πυκνότερο αέρα, όπως σε υψηλότερα υψόμετρα.
* Κάτω πυκνότητα: Η αντίσταση του αέρα είναι μικρότερη σε λεπτότερο αέρα, όπως σε χαμηλότερα υψόμετρα.
συνολική απάντηση:
* Αρχικά: Καθώς επιταχύνεται ένα αντικείμενο, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται αναλογικά με την ταχύτητά του. Αυτό επιβραδύνει την επιτάχυνση.
* σε υψηλές ταχύτητες: Η αντίσταση του αέρα αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα λόγω της τετραγωνικής σχέσης. Αυτό προκαλεί την επιτάχυνση να μειωθεί ακόμη πιο σημαντικά.
* Τερματική ταχύτητα: Τελικά, το αντικείμενο φτάνει σε ένα σημείο όπου η αντίσταση του αέρα είναι ίση με τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτό το σημείο, η καθαρή δύναμη στο αντικείμενο είναι μηδέν και σταματά να επιταχύνεται. Αυτό ονομάζεται Terminal Velocity .
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ένα skydiver που πηδάει από ένα αεροπλάνο. Καθώς ο Skydiver πέφτει, η ταχύτητά τους αυξάνεται, όπως και η αντίσταση του αέρα. Αυτό επιβραδύνει την επιτάχυνση έως ότου ο ουρανός φτάσει στην ταχύτητα του τερματικού. Σε αυτό το σημείο, ο ουρανός θα συνεχίσει να πέφτει με σταθερή ταχύτητα.
Συνοπτικά, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται με την αύξηση της ταχύτητας και η επίδρασή της γίνεται πιο σημαντική σε υψηλότερες ταχύτητες. Το σχήμα και η επιφάνεια του αντικειμένου διαδραματίζουν επίσης καθοριστικό ρόλο στον προσδιορισμό της ποσότητας της αντίστασης του αέρα που βιώνει.
