공기가 있는 상태에서는
물체가 낙하할 때, 공기저항이 중력과 같은 크기가
될 때까지 계속 가속됩니다.
따라서 물체의 질량이 큰 물체가 중력이 크므로
종단속도에 도달할때 까지 질량이 작은 물체 보다
더 빠른속도로 떨어집니다.
한편, 질량은 같고, 겉모양이 다른 두 물체를 공기저항에서 동시에 자유낙하 시킬때,
물체의 낙하속도에 가장 큰 영향을 주는 변인은 물체가 공기와 맞닿는 표면적이 됩니다.
실제로 집에서 간단히 한 번 실험해보시면 확인할 수 있습니다.
따라서 공기저항을 받는 물체의 낙하속력에 가장 큰 영향을 주는 요인은
"물체의 질량과 물체의 표면적"입니다.
종단속도란 물체에 아래방향으로 작용하는 중력과,
중력과 반대방향(윗방향)으로 작용하는 공기저항력이
같아질때의 물체의 속력을 말합니다. (중력 = 공기저항력)
물체의 질량을 m, 중력가속도를 g, 속력을 v,라 두면,
중력은 mg, 공기 저항력은 bv로 나타냅니다. (여기서 b는 고정된 상수값)
중력 = 공기저항력 -----> mg = bv ------> v = mg / b
즉 종단속력 v는
" v = mg / b " 로 나타냅니다.
위에서, 공기저항력이 속도v에 비례한다고 식을 세웠지만, ,
실제로는 공기저항력이 반드시 속도 v에 비례하는 것은 아닙니다.
단지, 가장 간단한 모델을 선정해서
저항력이 작용할때의 물체의 운동을 좀 더 쉽게 이해하기 위해서
공기저항력이 속도 v에 비례한다고 두고 생각해보자는것입니다.
첫댓글 물체의 단면적이 옳은 표현입니다.
단면적이란, 물체를 잘랐을때 자른면의 면적을 말합니다. 따라서 단면적이라는 표현은 적절하지 못합니다.