La vitesse terminale est la vitesse constante qu'un objet chute librement finalement atteint finalement lorsque la force de résistance à l'air est égale à la force de gravité. Voici une ventilation:
Concepts clés:
* chute libre: Un objet tombant uniquement sous l'influence de la gravité, sans autres forces agissant dessus.
* Résistance à l'air: La force qui s'oppose au mouvement d'un objet dans l'air. Il augmente avec la vitesse de l'objet et sa surface.
* Gravité: La force qui tire des objets vers le centre de la terre.
Comment fonctionne la vitesse du terminal:
1. chute initiale: Lorsqu'un objet commence à tomber, la gravité est la force dominante, ce qui la fait accélérer vers le bas.
2. Résistance à l'augmentation de l'air: À mesure que l'objet tombe plus rapidement, la résistance à l'air augmente.
3. équilibre: Finalement, la force de la résistance à l'air devient égale en amplitude à la force de gravité.
4. vitesse constante: À ce stade, la force nette de l'objet est nulle et cesse de s'accélérer. L'objet continue de tomber à une vitesse constante, qui est appelée vitesse terminale.
Facteurs affectant la vitesse terminale:
* masse: Les objets plus lourds ont une plus grande force gravitationnelle agissant sur eux, mais ils ont également besoin d'une vitesse plus élevée pour générer suffisamment de résistance à l'air pour l'équilibrer.
* Surface: Les objets avec des surfaces plus grandes connaissent plus de résistance à l'air. Un parachute, par exemple, a une grande surface pour ralentir la descente.
* forme: La forme d'un objet affecte la quantité de résistance à l'air qu'elle rencontre. Un objet rationalisé, comme une flèche, a moins de résistance à l'air qu'un objet plat.
* densité du médium: Plus l'air (ou le liquide) est dense, l'objet tombe, plus la résistance à l'air est élevée et plus la vitesse terminale est élevée.
Considérations importantes:
* La vitesse du terminal n'est pas une valeur fixe pour un objet donné. Cela dépend des facteurs mentionnés ci-dessus.
* Dans le vide, il n'y a pas de résistance à l'air, donc un objet continuerait à accélérer indéfiniment.
* La vitesse terminale est un concept important dans le parachutisme, le parachutisme et d'autres activités impliquant une chute libre.
Calcul de la vitesse du terminal:
Le calcul exact de la vitesse terminale est complexe et implique divers facteurs. Cependant, une formule simplifiée peut être utilisée:
vt =√ (2mg / ρacd)
Où:
* VT est la vitesse terminale
* m est la masse de l'objet
* g est l'accélération due à la gravité
* ρ est la densité du fluide (air)
* A est la zone projetée de l'objet
* CD est le coefficient de traînée
en résumé:
La vitesse terminale est un concept vital pour comprendre le mouvement des objets qui tombent. C'est la vitesse constante atteinte lorsque les forces de la gravité et de l'équilibre de la résistance à l'air, empêchant l'accélération supplémentaire.
