設(shè)雨滴下落過程中受到的空氣阻力與雨滴的橫截面積S成正比,與雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k為比例系數(shù)).雨滴接近地面時近似看做勻速直線運(yùn)動,重力加速度為g.把雨滴看做球形,其半徑為r,球的體積為πr2,設(shè)雨滴的體積為ρ,求:

(1)每個雨滴最終下落的速度vm(用ρ、r、g、k表示)

(2)雨滴的速度達(dá)到vm時,雨滴的加速度a為多大?

答案:
解析:

  答案:(1) (2)a=g

  解析:(1)當(dāng)f=mg時,雨滴達(dá)到最終速度vm,則kSvm2=mg,

  kπr2vm2=ρπr3g,得vm

  (2)由牛頓第二定律得

  mg-f=ma,則mg-kS=ma

  解得mg-=ma,即a=g.


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