为什么自由落体的雨滴以匀速下降,而自由落体物体的运动速度却不均匀?


自由落体在重力作用下做加速运动。如果物体运动的介质是粘性介质,则介质会对物体施加一个与运动方向相反的粘滞力,该力与物体的速度成正比。

因此,物体受到两个相反的力:

1. 向下的重力。

2. 向上的阻力粘滞力。(由于该力与物体的速度成正比,因此随着物体速度的增加,该力的强度也会增加。)

现在,当一个物体在重力作用下自由下落时,它以9.8m/s²的加速度向地球表面加速,并且此加速度保持不变。9.8m/s²的加速度意味着物体的速度每秒改变9.8m/s。

这意味着当物体在下落前处于静止状态时,它的速度为(0 m/s),一秒钟后,它的速度达到9.8m/s,再过一秒钟,它的速度再次增加9.8m/s,现在它变成19.6m/s。

由于自由落体的速度每秒都在增加,它将在相同的一秒钟时间间隔内开始覆盖越来越大的距离,而粘滞力不足以平衡重力。因此,自由落体的运动是非匀速运动。

然而,当雨滴由于重力而以越来越快的速度下降时,由于空气的阻力粘滞力也会增加。最终,由于空气的阻力粘滞力足以平衡重力,因此加速度停止,雨滴达到均匀或恒定的终端速度。

更新于:2022年10月10日

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