1。 低速:
*非常に低い速度では、空気抵抗はほぼ比例します オブジェクトの速度に。これは、速度を2倍にすると、空気抵抗を2倍にすることを意味します。
2。 高速:
*オブジェクトの速度が上がると、関係はより複雑になります 。空気抵抗の力は指数関数的に増加します 速度で。これは、速度を2倍にすると、空気抵抗が2倍以上になることを意味します。
3。 方程式:
空気抵抗の力(FD)は通常、次の方程式で説明されています。
`` `
fd =1/2 *ρ * v^2 * cd * a
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どこ:
* ρ (rho)は空気の密度です。
* v オブジェクトの速度です。
* cd オブジェクトの形状と方向に依存する抗力係数です。
* a オブジェクトの正面領域(近づいてくる空中に面した領域)です。
キーポイント:
* v^2: 速度項は四角であり、速度と空気抵抗の間の指数関数的な関係を示しています。
* CD: この係数は、オブジェクトがどの程度合理化されているかの尺度です。 CD値が低いと、空気抵抗が少なくなります。
* a: より大きな正面領域は、より多くの空気抵抗を経験します。
実用的な例:
* 車: 60 mphで移動する車は、30 mphで動く車よりも大幅に多くの空気抵抗が発生します。
* parachutist: パラシュート主義者の末端速度(到達する最大速度)は、パラシュートに作用する空気抵抗によって制限されます。
* Skydiver: スカイダイバーは、速度が高く、表面積が小さいため、パラシュート人よりも自由落下中にはるかに高い空気抵抗を経験します。
結論:
空気抵抗は、速度とともに急速に増加する重要な力です。この関係を理解することは、車や飛行機から落下物や発射体まで、空気中の物体の動きを分析するために重要です。