1. Pas de résistance à l'air:
* Dans un vide (pas d'air), un objet tombe avec une accélération constante due à la gravité (environ 9,8 m / s²). Cela signifie que sa vitesse augmente à un rythme régulier.
2. Avec résistance à l'air:
* Résistance à l'air (traînée): Au fur et à mesure qu'un objet tombe dans l'air, il éprouve une force opposée à son mouvement appelé résistance à l'air ou traînée. Cette force dépend de:
* vitesse: Plus l'objet tombe vite, plus la résistance à l'air est grande.
* forme: Une forme plus large ou moins aérodynamique rencontre plus de résistance à l'air.
* Surface: Une surface plus grande signifie plus de contact avec l'air, entraînant une plus grande traînée.
* densité de l'air: L'air plus dense crée plus de résistance.
* Effet sur l'accélération: La résistance à l'air agit dans la direction opposée de la force gravitationnelle. Cela contrecarre l'accélération due à la gravité:
* étapes initiales: Au début de la chute, la résistance à l'air est minime et l'objet accélère près de l'accélération gravitationnelle complète.
* Vitesse croissante: À mesure que l'objet accélère, la résistance à l'air augmente. Cela ralentit le taux d'accélération.
* vitesse terminale: Finalement, la force de résistance à l'air devient égale et opposée à la force de gravité. À ce stade, l'objet cesse d'accélérer et tombe à une vitesse constante appelée Velocity terminal .
Points clés:
* réduction de l'accélération: La résistance à l'air fait accélérer un objet de chute * plus lent * que dans le vide.
* vitesse terminale: La résistance à l'air limite la vitesse maximale qu'un objet peut atteindre pendant la chute libre.
* Accélération variable: L'accélération d'un objet tombant n'est pas constante lorsque la résistance à l'air est présente. Il démarre élevé, puis diminue progressivement jusqu'à atteindre la vitesse terminale.
Exemples:
* Feather vs Rock: Une plume tombe beaucoup plus lente qu'une roche en raison de sa surface plus grande et de sa plus grande surface, entraînant une résistance à l'air plus élevée.
* Skydivers: Les parachutistes atteignent des vitesses terminales d'environ 120 mph en raison de leur grande surface et de la forme aérodynamique qu'ils adoptent.
Conclusion:
La résistance à l'air joue un rôle important dans l'accélération des objets qui tombent. Il agit comme une contre-force à la gravité, ralentissant le taux d'accélération et limitant finalement la vitesse de l'objet à la vitesse terminale. Comprendre cette relation est crucial dans des domaines comme l'aérodynamique, la physique et l'ingénierie.
