1。空気抵抗なし(自由落下):
* v =gt
どこ:
* v 最終速度(m/s)ですか
* g 重力による加速(約9.8 m/s²)
* t オブジェクトが落ちている時間です
2。空気抵抗で:
* v =(mg/c) *(1 -e^( - ct/m))
どこ:
* v 最終速度(m/s)ですか
* m オブジェクトの質量(kg)です
* g 重力による加速(約9.8 m/s²)
* c ドラッグ係数は(オブジェクトの形状とサイズに依存します)
* t オブジェクトが落ちている時間です
* e 数学的定数(約2.718)です
重要なメモ:
*自由落下の式は、空気抵抗がないと想定しています。これは理想的な状況です。実際には、すべての落下物はあるレベルの空気抵抗を経験します。
*抗力係数(c)は、オブジェクトの形状、サイズ、および空気の密度に依存する複雑な因子です。正確に判断することはしばしば困難です。
*空気抵抗で落下するための式は近似を提供します。落下するオブジェクトの速度を推定するために、シミュレーションとモデリングでよく使用されます。
例:
10メートルの高さからボールを落とすとしましょう。自由落下にフォーミュラを使用すると、1秒後に速度を計算できます。
* v =gt =(9.8 m/s²) *(1 s)=9.8 m/s
これは、ボールが1秒後に毎秒9.8メートルの速度で落ちることを意味します。
これは、空気抵抗を考慮しない単純化された計算であることを忘れないでください。実際には、空気摩擦によりボールの速度はわずかに低くなります。