Естественные науки

что быстрее упадет?

2 шара из одинакового материала, абсолютно идентичны по форме, но один весит 1кг, а другой 100 кг (разница только в массе!) и бросить их с высоты 10км какой быстрее упадет (доберется до земли) прошу обосновать ответ. спасибо!
Настя
Настя
108
Быстрее упадёт тот, который весит 100 кг.
Потому, что его вес больше в 100 раз, а площадь миделя - только в 21,5 раза!

Поскольку сила сопротивлеия воздуха равна
F = 1/2*CdSv^2

Где: F = аэродинамическая сила сопротивления;
C = коэффициент=0.47 для сферы;
v = скорость;
S = площадь миделя;
d = плотность воздухa

Отсюда установившаяся скорость находится из условия F=mg
легко показать, что она равна
v - SQR{2mg/cdS) - то есть зависит от отношения m/S как корень квадратный.
А раз шары из одного материала, то при увеличении массы площадь миделя растёт как отношение площади круга к объёму шара, то есть как R^2={Куб. корень (100)}^2=21,5
И тяжёлый шар, если пренебречь небольшим начальным участком разгона, долетит до земли быстрее в 4.6 раза - то есть в кубический корень из отношения масс... .
Эллада Голотвина
Эллада Голотвина
89 258
Лучший ответ
На падающее тело действуют две противоположно направленные силы - вес, пропорциональный объёму, и лобовое сопротивление, пропорциональное площади.

Т. к. объём растёт с третьей степенью линейных размеров, а площадь - только со второй, то разница между весом и лобовым сопротивлением (равнодействующая сила, которая и придаёт ускорение) будет больше у более тяжёлого тела.

Может наступить такой момент, когда обе силы сравняются, т. к. лобовое сопротивление зависит ещё и от скорости.
Тогда тело перестанет ускоряться и будет падать с постоянной скоростью.
Опять же - у более тяжёлого тела она больше.

В любом случае быстрее упадёт тяжёлое тело.
В физике я - не очень разбираюсь ))))
С точки зрения физики: Мне кажется, что быстрее упадет более тяжелый шар, т. к. у него больше и потен. и кинетич. энергии.
С точки зрения математики: Мне кажется, что быстрее упадет более тяжелый шар, т. к. его диаметр больше и он скорее достигнет поверхности земли, даже если их центры будут на одной высоте)))) )
С точки зрения философии: а с чего Вы взяли, что они вообще достигнут земли?!?!) )
С точки зрения права: кто ответит, за то, что два тяжелых предмета падают просто так с неба?!? !
С точки зрения экономики: за что больше заплатят, то быстрее и упадет!
Если исключить сопротивление воздуха на начальном этапе то оба предмета упадут в одно и тоже время, а если сопротивление будет то 100 кг. предмет немного быстрее перейдет сопротивление воздуха, а так одинаково
Andrey Tkachev
Andrey Tkachev
533
Упадёт тот, который больше весит (100 кг) , потому что у него будет больше скорость падения и соответственно меньше время падения.

Похожие вопросы