Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Силы в механике

Глава 4. Силы в механике

§38. Силы сопротивления в жидкостях и газах

Движение в среде

Когда тело движется в жидкости или газе, среда оказывает сопротивление. Это сопротивление проявляется в виде силы сопротивления, направленной против движения тела.

Сила сопротивления отличается от трения между твёрдыми телами. Она зависит от:

Зависимость от скорости

При малых скоростях сила сопротивления приблизительно пропорциональна скорости:

\[F_{\text{сопр}} \sim v\]

При больших скоростях (когда поток становится турбулентным) сила сопротивления пропорциональна квадрату скорости:

\[F_{\text{сопр}} \sim v^2\]

Именно поэтому при падении тела с большой высоты его скорость не растёт бесконечно. Сила сопротивления воздуха растёт вместе со скоростью, и в какой-то момент она уравновешивает силу тяжести. После этого тело падает с постоянной скоростью — она называется установившейся скоростью падения.

Парашют

Парашют — наглядный пример использования силы сопротивления. Большая площадь купола парашюта создаёт огромное сопротивление воздуха, и скорость падения снижается с десятков метров в секунду до безопасных 5–6 м/с.

Обтекаемая форма

Для уменьшения силы сопротивления телам придают обтекаемую форму. Самолёты, автомобили, корабли, пули — все они имеют плавные обводы, чтобы воздух или вода обтекали их с минимальным сопротивлением. Это позволяет экономить энергию и достигать больших скоростей.


Вопросы для повторения

  1. Как зависит сила сопротивления от скорости при малых скоростях?
  2. Как зависит сила сопротивления от скорости при больших скоростях?
  3. Почему тело, падающее с большой высоты, достигает постоянной скорости?
  4. Как парашют уменьшает скорость падения?
  5. Почему телам придают обтекаемую форму?
← Назад Вперед →
Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.