假设在水面上空(假设很大的水面),一个50KG的人从高处垂直落下,那么他入水的深度会随着坠落的高度变高而变深么?重力取10,要考虑水的浮力,空气阻力.还是说当高度为无限大时,深度会稳定
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/26 12:43:47
假设在水面上空(假设很大的水面),一个50KG的人从高处垂直落下,那么他入水的深度会随着坠落的高度变高而变深么?重力取10,要考虑水的浮力,空气阻力.还是说当高度为无限大时,深度会稳定
假设在水面上空(假设很大的水面),一个50KG的人从高处垂直落下,那么他入水的深度会随着坠落的高度变高而变深么?重力取10,要考虑水的浮力,空气阻力.还是说当高度为无限大时,深度会稳定在一个特定的深度?还是说,高度越高,入水深度越深?简单演算我看看,涉及到极限,说出来就好,不用算.
假设在水面上空(假设很大的水面),一个50KG的人从高处垂直落下,那么他入水的深度会随着坠落的高度变高而变深么?重力取10,要考虑水的浮力,空气阻力.还是说当高度为无限大时,深度会稳定
高度无限大时先假设入水前无空气阻力,那么到达水面时的速度应用v^2=(2gx)^(1/2),既然高度是无限大时,那么v也是无限大,进入水面后水的阻力对物体做负功,但速度无限大的物体动能是无限大的,也就是说物体下面的水要吸收无限大的能量,这几乎不可能吧.所以要考虑到下落过程中的空气阻力,空气阻力是随速度增大而增大的,因此高度无限大时存在一个地方使空气阻力和重力大小相等方向相反,此时物体做匀速直线运动,这时物体有一个固定的速度,那么物体如果能落到水面那么入水深度是一定的,但距离无限大时物体达到匀速运动时距水面的距离还是无限大,那么物体就要以有限的速度走过无限的距离,需要的时间也是无限长的,那么在这个过程中有许多本可以忽略的影响条件就变得不能忽略了,例如物体和空气摩擦产生的内能也将会是无限大,那么物体在降落到水面之前就会消失了,也就谈不上什么入水深度的问题了,诸如此类的条件还有很多,并且不少也是在理想条件下成立的,例如刚才的内能就是为了符合能量守恒定律而进行猜想的,如果放入现实中姑且不论时间是否会无限长,就现实中其他物体,包括星球对物体的万有引力产生的很小的加速度在无限长的时间内也会产生可观的速度从而影响物体的运动,所以是否可以假设物体根本就不会落入水面?
只是自己的一点看法,有错请指出
到一定高度后,人入水的深度就不变了。从高空掉到水里和掉到地面是一样的。一样摔死。
如果按照你的假设物体高度无限高,那么在接触水面前,做受力分析,竖直方向物体受到重力和空气阻力,重力不变,空气阻力会改变,据空气阻力的公式:F=(1/2)CρSV^2 计算。 式中:C为空气阻力系数;ρ为空气密度;S物体迎风面积;V为物体与空气的相对运动速度。由上式可知,正常情况下空气阻力的大小与空气阻力系数及迎风面积成正比,与速度平方成正比。这里分两种情况讨论:
1.物体速度大到一定程...
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如果按照你的假设物体高度无限高,那么在接触水面前,做受力分析,竖直方向物体受到重力和空气阻力,重力不变,空气阻力会改变,据空气阻力的公式:F=(1/2)CρSV^2 计算。 式中:C为空气阻力系数;ρ为空气密度;S物体迎风面积;V为物体与空气的相对运动速度。由上式可知,正常情况下空气阻力的大小与空气阻力系数及迎风面积成正比,与速度平方成正比。这里分两种情况讨论:
1.物体速度大到一定程度,使得F=G时,物体匀速运动。那么物体在此高度之上不管多高,落水深度都是一定的;
2.物体速度不能达到使得F=G的那个值时,物体在落水前一直做加速运动,那么落水深度和高度成正相关关系。
综上,我认为存在某个高度H,使得当物体落水那一时刻的F=G,那么当高度大于H时,适用情况1,当高度小于H时,适用情况2.
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稳定在一个特定的深度。
空气阻力跟速度的平方成正比,当速度达到一定值以后,空气阻力与重力平衡,速度恒定,即人入水时的动能恒定,入水过程是浮力做功消耗动能的过程,消耗的能量一定,容易推出入水深度一定。
另外,入水的一瞬间是一个碰撞过程,此过程中的能量转化情况很复杂,不容易计算,不知你是否要考虑进去,如考虑,则情况就更复杂了。...
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稳定在一个特定的深度。
空气阻力跟速度的平方成正比,当速度达到一定值以后,空气阻力与重力平衡,速度恒定,即人入水时的动能恒定,入水过程是浮力做功消耗动能的过程,消耗的能量一定,容易推出入水深度一定。
另外,入水的一瞬间是一个碰撞过程,此过程中的能量转化情况很复杂,不容易计算,不知你是否要考虑进去,如考虑,则情况就更复杂了。
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