Krople deszczu spadają na ziemię z chmury znajdującej się na wysokości 1700m. Oblicz jaką wartość prędkości w km/h miałyby te krople w chwili upadku na ziemię gdyby ich ruch nie był spowalniany w wyniku oporu powietrza.
" Life is not a problem to be solved but a reality to be experienced! "
© Copyright 2013 - 2024 KUDO.TIPS - All rights reserved.
Pozdrawiam, Adam
założenia do tego zadania są okropne, bo przy tej wielkości ciał i przy takiej wysokości zaniedbywanie oporów powietrza to bluźnierstwo.
zgodnie z przyjętymi w zadaniu założeniami ...
energia kinetyczna na poziomie zero jest równa energii potencjanej na poziomie 1700
mnożymy obustronnie przez
obustronnie pierwiastkujemy
podstawiamy dane
przeliczymy na km/h
w godzinie mamy 60 minut w każdej minucie 60 sekund stąd w godzinie jest 3600 sekund
po korespondencji z zadającym pytanie dokładam obliczenia z uwzględnieniem oporów ruchu.
ciało będzie przyspieszać do momentu zrównoważenia się sił.
W górę działają : siła wyporu, którą pominiemy ze względu na gęstość kropli ponad 800 krotnie większą od gęstości powietrza oraz - powinienem napisać przedewszystkim siła oporu powietrza.
W dół działa siła ciężkości.
warunek równowagi zapisany równaniem:
gdzie:
m - masa, przyjąłem 4,1888· 10^-6 kg ( dla kulki o średnicy 2 mm )
ρ - gęstość ośrodka (tu powietrza 1,3 kg/m³ ),
A, powierzchnia natarcia , przyjąłem 3,14159 · 10^-6 m² ( dla kuli o średnicy 2mm)
c_x , dla kuli =0,45
Jak widać ta prędkość dla dużych kropel czy małego gradu wydaje się rozsądna, gdy podstawisz mniejszą średnicę kropli otrzymasz mniejszą prędkośćWaga kropli maleje w sześcianie wielkości a powierzchnia natarcia w kwadracie - stąd wielkość ciała ma kluczowe znaczenie dla maksymalnej prędkości spadania.