Свободное падение с сопротивлением воздуха

Может ли кто-нибудь помочь мне понять, почему при свободном падении сила на вертикальной оси F = -mg-kv, где k - постоянная сопротивления воздуха, а v - скорость?

Предположим, что вертикальная ось положительна в направлении вверх. Тогда ускорение отрицательное, так что все в порядке. Сопротивление воздуха должно быть положительным, потому что оно должно противодействовать ускорению. Я прав или не прав? Потому что я не понимаю, как сопротивление воздуха и ускорение могут иметь один и тот же знак. Действительно, раскрывая парашют, все, что мы делаем, это увеличиваем сопротивление воздуха и, таким образом, уравновешиваем две силы.

Ты прав. Гравитация и сопротивление воздуха должны противодействовать друг другу. Было бы странно, если бы константа сопротивления воздуха сама по себе была отрицательной.
Ваше уравнение неверно. Знаки должны быть противоположными.
Так почему же в КАЖДОМ учебнике, онлайн-pdf или математической модели -mg и -kv имеют один и тот же знак?

Ответы (3)

Сила F считается положительной, если она направлена ​​вверх, и отрицательной, если направлена ​​вниз. Итак, -mg означает, что гравитационная сила направлена ​​вниз. Термин -kv означает, что если тело движется вверх (положительное значение v), сила сопротивления направлена ​​вниз, а если тело движется вниз (отрицательное значение v), сила сопротивления направлена ​​вверх. Это полностью соответствует нашим ожиданиям.

Исходное уравнение должно было сопровождаться очень важным «ГДЕ». В этом случае «где up положительно для сил и скоростей, g — положительное число, а k — положительное число».

Общая модель сил покоя, зависящих от скорости, может быть представлена ​​следующим уравнением:

Ф "=" С 1 в + С 2 в 2

Мы выбираем либо силу, зависящую от одного из членов, либо от обоих, в зависимости от величины скорости.

В вашем случае, поскольку речь идет о падении тел, можно считать скорость малой и игнорировать в 2 срок.

Сила сопротивления всегда противодействует движению тела.

Тело, о котором вы говорите, падает под действием силы тяжести. Поскольку силы сопротивления всегда стремятся привести тело в состояние покоя, силы сопротивления будут действовать вверх, пытаясь замедлить объект.

Итак, у нас есть две силы: гравитация, которая тянет объект вниз, и сопротивление воздуха, которое пытается замедлить объект.

Написав уравнение движения тела, используя ваше соглашение о знаках (вверх как положительное), мы получим

Ф "=" С 1 в м г

Векторная форма уравнения будет

Ф "=" С 1 в м г

Обратите внимание, что скорость и ускорение направлены в противоположные стороны, следовательно, дополнительный отрицательный знак.

Знаки двух сил находятся в противоположном направлении, что согласуется с нашим повседневным опытом и интуицией.

Говорят, что объект находится в свободном падении, если его движение вызвано только силой тяжести . В вашем случае, когда воздух оказывает сопротивление, нельзя сказать, что движущийся объект находится в свободном падении.

(Видео-лекция) 12: Силы сопротивления | 8.01 Классическая механика, осень 1999 г. (Уолтер Левин)

по вашему каков знак c1?
Константа положительна.
Вы знаете, что в этом v отрицательно? Следовательно, это точная путаница, которая началась с того, что обе силы направлены в одном направлении.
Да, это должна быть скорость, а не скорость.
Я уже говорил, что сила зависит от величины скорости в начале. Отредактирует и сделает ответ более ясным.

Вы согласны с тем, что в обычно используемой системе координат вверху соответствует «+», а внизу — «-», так что mg равно «-», что касается вашей проблемы,

{ Трение/сопротивление } СИЛА НЕ ИМЕЕТ ПРЕДОПРЕДЕЛЕННОГО НАПРАВЛЕНИЯ

скорее, это противоположно направлению скорости в любой точке {или относительной скорости в случае трения}, что именно и говорит уравнение, независимо от того, какую систему координат мы бы использовали, сила сопротивления воздуха всегда была бы «-Kv». ни в какой форме или форме он никогда не будет поддерживать скорость. где k положительно