Kysymys # 7fb29

Vastaus:

Skydiver kiihdyttää, nostaa ilmanvastusta suuremmasta nopeudesta johtuen, mikä vähentää kiihtyvyyttä laskeutuessaan, kunnes päätelaitteen nopeus on suurin, ja nopeus on 0 ja kiihtyvyys on 0, koska ilman vastus on yhtä suuri kuin painovoima.

Selitys:

Kun laskuvarjohyppyjä laskeutuu, hänen päällään on kaksi voimaa. painovoima # F_g # ja ilman vastus #F_ (res) #. Mikä yhdistää nämä kiihtyvyyteen on Newtonin toinen laki:

# Af = m * a #

Missä #Σ# panee merkille kaikkien voimien summan. Tällöin merkitään alaspäin suuntautuva voima positiivisena:

# F_g-F_ (res) = m * a #

Koska olet kiinnostunut # A #, ratkaistaan sen suhteen:

# A = (F_g-F_ (res)) / m # # (Yhtälö 1) #

Voimme olettaa, että korkeus on niin pieni, että painovoima ei muutu. Myös laskuvarren massa ei muutu. Tämä tarkoittaa, että kiihtyvyys riippuu vain ilman vastuksesta, joka ei ole vakio. Se riippuu itse asiassa skydiverin nopeudesta, sillä mitä nopeammin laskuvarjohyppääjä on, sitä voimakkaammin hän työntää ilmaa, joten ilma työntää hänet takaisin (vastustuskykyiseksi) vahvemmaksi, mikä ilmaistaan Newtonin ensimmäisellä lakilla.

Siksi tiedämme, että kun laskuvarren nopeus kasvaa, myös vastus kasvaa ja yhtälön 1 takia vastustuskykyinen voima lisää kiihtyvyyttä vähenee. Termi terminaalin nopeus viittaa pisteeseen, jossa painovoiman ja vastuksen voimat ovat yhtä suuret, joten yhtälön 1 ansiosta kiihtyvyys asetetaan nollaan ja kohde ei voi enää lisätä nopeuttaan.