Alevel物理考点众多,并且不同方向几乎没有多少关联性,这给我们的Alevel物理学习带来了不小的挑战。今天Alevel物理补习课堂就为大家带来了一个有趣的物理考点——终端速度,一起来了解一下吧!
自由沉降速度又称终端速度。指任一颗粒的沉降不因流体中存在其他颗粒而受到干扰时,在等速阶段里颗粒相对于流体的运动速度。即加速阶段终了时颗粒相对于流体的速度。
比如,下雨天,我们经常被雨点砸中,但却没有任何疼痛的感觉,你有没有深究过这是为什么呢?
这是因为雨点一开始是在稀薄的大气中汇聚而成,并加速下落的。
随着雨点的下落,大气密度渐渐变大,而且雨点的速度也在增加,导致空气阻力(air resistance)变得越来越大,而这个阻力的增加,会使雨点的速度慢慢减小,从加速运动慢慢地变为匀速运动,因此它不会具有很大的速度。
同时因为雨点的质量很小,所以它也就具备不算大的动能(kinetic energy)了,这样一来,雨点虽然是从很高的地方掉落,但因为具备的动能不大,所以掉在脸上的感觉也就不会很大了。
我们把最终达到的速度就叫做terminal velocity。
我们不妨再来思考一下,如果一个iPhone从高空掉下来,会是一种怎样的情况呢?
假设,我们让这个iPhone从一层楼的高度下落(初速度initial velocity始终为0),因为高度有限,并不能达到terminal velocity,我们把它落在地面时刻的速度记为V1(末速度final velocity);当我们让同样一个iPhone从五层楼的高度向下落时,落地时刻的速度记为V2(末速度final velocity),我们不难得出:V2>V1。
随着楼层越来越高,它到达地面的速度会越来越大。但在实际中,当高度达到某一临界值时会存在这么一个速度Vn,它将不会随着高度的增加而增加,此时的Vn就是terminal velocity。
也就是说,即使你把手机从在高空中的飞机上扔下去,它到达地面的速度和你在几十层楼高的高度上扔下去是一样的。
Terminal velocity的标准解释是:在流体动力学中,当物体在流体中运动时,在流体向物体运动反方向所施的力下,物体的运动速度因而不变,这时物体所移动的速度就是终端速度。
当向下的重力(Fg)相等于向上的阻力(Fd)时,自由落体中的物体会达到终端速度。此时物体的合力为零,因此物体的速度保持不变。
怎么样,通过本文的Alevel物理补习,大家有没有对于终端速度这一考点有了更好的了解和认识呢?更多Alevel考点解析,欢迎随时咨询我们的线上老师,在老师一对一指导下攻克Alevel物理学习的壁垒吧!
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