Spørgsmål # 7fb29

Svar:

Skydiver accelererer, hvilket øger luftmotstanden på grund af større hastighed, hvilket reducerer accelerationen, når den falder ned, indtil punktet for terminalhastighed, hvor hastigheden er maksimum og accelerationen er 0 på grund af, at luftmodstanden er lig med gravitationsstyrken.

Forklaring:

Som skydiveren falder ned, er to kræfter handlet på ham. Tyngdekraft # F_g # og luft modstand #F_ (res) #. Hvad der forbinder disse med accelerationen er Newtons 2. lov:

# ΣF = m * en #

Hvor #Σ# noterer summen af alle kræfter. I dette tilfælde bemærker den nedadgående kraft som positiv:

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

Da du er interesseret i #en#, løsningen med hensyn til det:

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

Vi kan antage at højden er lille nok, så tyngdekraften ikke ændrer sig. Også skydiverens masse ændrer sig ikke. Dette betyder, at acceleration kun afhænger af luftens modstand, som ikke er konstant. Det afhænger faktisk af skydiverens hastighed, jo hurtigere skydiveren er, jo stærkere skyder han luften, så luften skubber ham tilbage (modstår) stærkere, hvilket udtrykkes af Newtons 1. lov.

Derfor ved vi, at når hastigheden af skydiveren stiger, øges modstanden også og på grund af ligning 1 som resistent kraft øger accelerationen aftager. Termen terminalhastighed refererer til det punkt, hvor tyngdekraften og modstanden er ens, og på grund af ligning 1 er accelerationen sat til nul, og objektet kan ikke øge sin hastighed længere.