Domanda:
Cosa succede quando la forza di trascinamento supera il peso di un oggetto che cade a terra?
Laura Iglesias
2019-05-07 07:15:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Supponiamo che una meteora stia arrivando verso la terra.Non sta accelerando, ma ha una velocità iniziale.Questa meteora è modellata in modo da avere una quantità folle di resistenza, sufficiente a superare persino il suo peso (non la massa) mentre si avvicina.Che succede?Perché?

All'inizio pensavo che si sarebbe fermato, ma non ha davvero senso.Le forze si annullano, ma questo non significa che il corpo rallenti.Andrebbe in un'altra direzione?

Cinque risposte:
S. McGrew
2019-05-07 07:33:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

L'accelerazione (o decelerazione) di un oggetto è $ a $ : $$ a = f / m. $ $

L'accelerazione (o decelerazione) è la velocità di variazione della velocità. Quindi, per trovare la velocità di variazione della velocità di un oggetto, dividi tutte le forze che agiscono su di esso, per la massa dell'oggetto.

Le forze che agiscono sul tuo oggetto ipotetico sono il peso dell'oggetto e la resistenza atmosferica. Qualcuno che è molto esigente potrebbe anche dire che c'è anche una galleggiabilità atmosferica relativamente piccola al lavoro, ma nella maggior parte dei casi può essere ignorata.

Supponiamo che l'oggetto stia cadendo verso il basso. La resistenza atmosferica dipende dalla velocità, con bassa resistenza a basse velocità e molto più alta resistenza a velocità più elevate. Il trascinamento farà decelerare l'oggetto, finché il trascinamento non sarà uguale al peso dell'oggetto. A quel punto si dice che l'oggetto si muove a velocità terminale e continua a cadere alla velocità terminale.

L'intero scenario diventa più complicato quando si tiene conto della densità atmosferica dipendente dall'altitudine, ma quanto descritto sopra cattura l'essenza di una risposta alla tua domanda.

_Qualcuno è molto esigente _... Su StackExchange?Mai!...
Per dare una prospettiva diversa, piuttosto che una meteora si può considerare un paracadutista.Quando saltano da un aereo la loro velocità aumenta fino a raggiungere la velocità terminale.Quando aprono un paracadute, la resistenza aumenta e ora il nostro paracadutista diventa un oggetto dalla domanda OP.La loro velocità rallenterà fino a raggiungere la nuova velocità terminale e poi più o meno dolcemente galleggerà a terra a velocità costante.Ignoro qui un sacco di cose, ma a differenza delle meteore che non hanno mai occasione di rallentare fino alla velocità terminale, i paracadutisti di solito lo fanno rendendole un esempio migliore IMO.
Non dimenticare la forza gravitazionale del Sole e della Luna.(Per un oggetto con una massa di diverse tonnellate sono diversi Newton, se non sbaglio.)
un'estensione divertente - la forza di resistenza dipende dalla densità locale dell'aria e dalla forma dell'oggetto - la forza gravitazionale sulla distanza dalla Terra (in particolare il nucleo della Terra se lo trattiamo come un potenziale di massa puntiforme) - quindi il terminalela velocità varierà con l'altezza, di più se abbiamo l'oggetto che si rompe / brucia
@PeterA.Schneider È giorno o è notte?
Direi che la spinta atmosferica è spiegata nel peso dell'oggetto.
@JohnDvorak ma ciò dipende dalla densità dell'atmosfera, cioè l'altezza.
@PaŭloEbermann la forza centrifuga dipende anche dall'altezza (sebbene molto meno della densità atmosferica) e conta nel peso.
I casi in cui un oggetto "salta" fuori dall'atmosfera e torna nello spazio sono una situazione in cui la componente verticale della resistenza ha superato il peso dell'oggetto?O sta succedendo qualcos'altro?
@Ister e mentre eseguono manovre acrobatiche, la loro velocità terminale cambia ...
@DaveInCaz Le cose che "saltano" viaggiano tangenti all'atmosfera.Escludendo l'aria viaggerebbero un'orbita e non toccheranno il suolo.Entrano nell'atmosfera.Di solito questo li rallenta abbastanza da perdere l'orbita;quando "saltano" attraversano l'atmosfera (relativamente più bassa) e non perdono velocità sufficiente e riemergono su un percorso ridotto, ma sempre orbitale.L'alternativa - immergersi * troppo velocemente * nell'atmosfera pur mantenendo la velocità orbitale - generalmente si traduce in una "combustione".Quindi vuoi perdere la tua velocità orbitale nei tratti sottili e superiori;altrimenti brucia o salta.
Allure
2019-05-07 07:22:41 UTC
view on stackexchange narkive permalink

La resistenza è proporzionale alla velocità dell'oggetto (o velocità al quadrato, a seconda del regime), quindi quando la velocità dell'oggetto diminuisce, diminuisce anche la resistenza.Pertanto, il corpo non inizierà a "cadere verso l'alto" perché perché ciò avvenga, la velocità deve raggiungere lo zero, ea quel punto anche la resistenza scende a zero.

In pratica, l'oggetto in caduta rallenta fino a quando la resistenza non è uguale al peso, a quel punto continua a muoversi a velocità costante (la cosiddetta "velocità terminale").Nell'ipotetico scenario in cui hai una forza costante maggiore del peso che tira sull'oggetto, l'oggetto inizierà effettivamente a cadere verso l'alto.

Non credo che la resistenza sia proporzionale alla velocità.https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_equation è proporzionale al quadrato della velocità.
@Taemyr infatti, stavo semplificando le cose.Modificato.
@Taemyr Dipende dal regime.https://en.wikipedia.org/wiki/Stokes%27_law
@Taemyr Sono * proporzionali *, ma non *** direttamente ** proporzionali *.L'area di un cerchio è * proporzionale * al suo raggio, ma ** direttamente ** proporzionale al * quadrato * del raggio ($ A = πr² $)
knzhou
2019-05-08 18:17:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Accelererebbe verso l'alto.Questo è esattamente ciò che accade quando i paracadutisti aprono i loro paracadute, per esempio.

La confusione alla base di questa domanda è probabilmente dovuta alla confusione tra velocità e accelerazione.Puoi accelerare in una direzione senza avere anche una velocità in quella direzione: puoi accelerare verso l'alto mentre ti sposti verso il basso.Premere i freni su un'auto non è come inserire la retromarcia.

Roger
2019-05-07 21:50:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Probabilmente hai già visto cosa succede con particelle estremamente piccole, come quelle che compongono il fumo.Molte meteore sono così piccole.

A questa scala, le cose continuano a cadere, ovviamente, ma ci vuole molto tempo.

Se le cose diventano abbastanza piccole, alla fine prende il sopravvento il moto browniano.

mckenzm
2019-05-08 09:07:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Decelererà, sì.Se la forza del vettore supera la forza del vettore del peso.

Tieni presente che entrambi aumenteranno al diminuire dell'altitudine.

Se la resistenza supera il peso e la velocità diventa 0, la velocità diventerà negativa.(Pensa al paracadute in una termica o in una forte corrente ascensionale).Potrebbe essere una meteora simile alla pomice o piuttosto piccola.

Se è più leggero dell'acqua, il peso diventerà negativo quando colpisce l'acqua, quindi c'è da considerare.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
Loading...