alevel物理補(bǔ)習(xí)：帶你了解終端速度

 

　　Alevel物理考點(diǎn)眾多，并且不同方向幾乎沒有多少關(guān)聯(lián)性，這給我們的Alevel物理學(xué)習(xí)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。今天A加未來(lái)Alevel物理補(bǔ)習(xí)課堂就為大家?guī)?lái)了一個(gè)有趣的物理考點(diǎn)——終端速度，一起來(lái)了解一下吧！

 

 

　　自由沉降速度又稱終端速度。指任一顆粒的沉降不因流體中存在其他顆粒而受到干擾時(shí)，在等速階段里顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度。即加速階段終了時(shí)顆粒相對(duì)于流體的速度。

 

　　比如，下雨天，我們經(jīng)常被雨點(diǎn)砸中，但卻沒有任何疼痛的感覺，你有沒有深究過(guò)這是為什么呢？

 

　　這是因?yàn)橛挈c(diǎn)一開始是在稀薄的大氣中匯聚而成，并加速下落的。

 

　　隨著雨點(diǎn)的下落，大氣密度漸漸變大，而且雨點(diǎn)的速度也在增加，導(dǎo)致空氣阻力（air resistance）變得越來(lái)越大，而這個(gè)阻力的增加，會(huì)使雨點(diǎn)的速度慢慢減小，從加速運(yùn)動(dòng)慢慢地變?yōu)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，因此它不會(huì)具有很大的速度。

 

　　同時(shí)因?yàn)橛挈c(diǎn)的質(zhì)量很小，所以它也就具備不算大的動(dòng)能（kinetic energy）了，這樣一來(lái)，雨點(diǎn)雖然是從很高的地方掉落，但因?yàn)榫邆涞膭?dòng)能不大，所以掉在臉上的感覺也就不會(huì)很大了。

 

　　我們把最終達(dá)到的速度就叫做terminal velocity。

 

　　我們不妨再來(lái)思考一下，如果一個(gè)iPhone從高空掉下來(lái)，會(huì)是一種怎樣的情況呢？

 

　　假設(shè)，我們讓這個(gè)iPhone從一層樓的高度下落（初速度initial velocity始終為0），因?yàn)楦叨扔邢蓿⒉荒苓_(dá)到terminal velocity，我們把它落在地面時(shí)刻的速度記為V1（末速度f(wàn)inal velocity）；當(dāng)我們讓同樣一個(gè)iPhone從五層樓的高度向下落時(shí)，落地時(shí)刻的速度記為V2（末速度f(wàn)inal velocity），我們不難得出：V2>V1。

 

　　隨著樓層越來(lái)越高，它到達(dá)地面的速度會(huì)越來(lái)越大。但在實(shí)際中，當(dāng)高度達(dá)到某一臨界值時(shí)會(huì)存在這么一個(gè)速度Vn，它將不會(huì)隨著高度的增加而增加，此時(shí)的Vn就是terminal velocity。

 

　　也就是說(shuō)，即使你把手機(jī)從在高空中的飛機(jī)上扔下去，它到達(dá)地面的速度和你在幾十層樓高的高度上扔下去是一樣的。

 

　　Terminal velocity的標(biāo)準(zhǔn)解釋是：在流體動(dòng)力學(xué)中，當(dāng)物體在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)，在流體向物體運(yùn)動(dòng)反方向所施的力下，物體的運(yùn)動(dòng)速度因而不變，這時(shí)物體所移動(dòng)的速度就是終端速度。

 

　　當(dāng)向下的重力（Fg）相等于向上的阻力（Fd）時(shí)，自由落體中的物體會(huì)達(dá)到終端速度。此時(shí)物體的合力為零，因此物體的速度保持不變。

 

　　怎么樣，通過(guò)本文的Alevel物理補(bǔ)習(xí)，大家有沒有對(duì)于終端速度這一考點(diǎn)有了更好的了解和認(rèn)識(shí)呢？更多Alevel考點(diǎn)解析，歡迎隨時(shí)咨詢我們的線上老師，在老師一對(duì)一指導(dǎo)下攻克Alevel物理學(xué)習(xí)的壁壘吧！