1。重力(FG): この力は、ボールを地球の中心に向かって下に引っ張ります。その大きさは次のように計算されます。
* fg =mg 、 どこ:
* m ボールの質量です
* g 重力による加速(約9.8 m/s²)
2。浮力(FB): この力は上向きに機能し、重力に反対します。これは、ボールの上部と下部の圧力差が原因であり、これはボールによって変位した水の重量から生じます。その大きさは次のように計算されます。
* fb =ρvg 、 どこ:
* ρ 水の密度です
* v ボールの容積は水に沈んでいます
* g 重力による加速です
3。ドラッグ(fd): この力は、水を通してボールの動きに反対し、ボールの速度の反対方向に作用します。これは、ボールの表面と水分子の間の摩擦によって引き起こされます。抗力の大きさは、ボールの形状、サイズ、速度、水の粘度などの要因に依存します。
4。ボールの重量(W): これは、それ自体の質量のためにボールによって加えられた力です。それは本質的に、ボールに作用する重力の力と同じです。
これらの力がどのように連携するか
* ボールが沈んでいるとき、重力の力は浮力の力よりも強くなります。 これは、ボールに作用する正味の力が下向きになり、下方に加速することを意味します。
* ボールの速度が増加すると抗力が増加します。 最終的に、抗力と浮力の力は重力のバランスをとり、ボールは一定の沈没速度(末端速度)に達します。
各力の正確な大きさは、ボールの特定の特性(質量、体積、形状など)や水(密度や粘度など)に依存することに注意することが重要です。