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終端速度

終端速度

終端速度(Terminal Velocity):當對物體的抵抗力與其速度同時增大時,物體將穩定在一定的速度上,此時的速度即為終端速度。

基本介紹


物體在空氣中做自由落體運動,但是因為空氣中有阻力,所以造成加速度的減小。通常來說空氣中的阻力我們可以視為F=kρAV
(k為一常數,ρ為空氣密度,A為物體的截面積,V為物體速度),而在物體所受到的力為重力和阻力,因此可以表示為 外力=重力+阻力,而當物體運動的速度越快時,所造成的阻力也就越大,當重力和阻力相等時,所受到的外力就會為零。因此物體將會成為等速度運動,此時的速度我們就稱為終端速度。

測定


用使小球在空中中落下的方法測定。
空氣阻力和終端速度
受重力作用的物體自由下落時,實際上,物體受到空氣阻力的作用。與物體的速度v成比例的力作用在阻礙的方向上。這時物體的運動方程式為
ma = mg - βv
在這裡,m為物體的質量,g是重力加速度,β為物體的外形、狀態等的比例係數。重力mg與空氣阻力βv平衡時,用下面的式子表示
0 = mg - βv
這時,物體的速度為
v = mg / β
加速度為0,即,重力與空氣阻力平衡,速度恆定時的速度叫終端速度。

常見速度


1、人:195公里/時(腹部朝地的跳傘姿勢)——320公里/時(縮緊身體時)
2、九毫米手槍子彈: 161 千米/時
3、30--60步槍子彈: 155 千米/時
註:2與3的速度相近是因為30--60步槍子彈體積大,但質量與九毫米手槍子彈差不多
終端速度(Terminal velocity)通常是指物體墜落時能達到的極限速度