Fizyka LO Turek
Start
Nauczyciele
Nauczanie
Konkursy
Ciekawostki
Aktualności
Astronomia
Struktura materii
Doświadczenia domowe
Testy z fizyki
Spis treści i wyszukiwarka
Hosted by:
W kręgu fizyki LO Turek
Lot bez spadochronu
Dwie kulki: aluminiową i stalową o tych samych promieniach puszczono swobodnie w tym samym momencie z samolotu lecącego na wysokości 1km nad ziemią. Która kulka spadnie pierwsza?
aluminiowa

stalowa


obie jednocześnie

zanim dolecą to ulegną spaleniu i rozlecą się na kawałki

nie wiem, wyświetl podpowiedź
spadek
linia

Rozwiązanie

Ciało spadające z dużych wysokości osiąga coraz większe prędkości. Wtedy wzrasta siła oporu, która jest zależna od prędkości poruszającego się ciała, powierzchni przekroju i kształtu. Siła ta nie zależy od masy.
Wraz ze wzrostem prędkości wzrasta siła oporu i w pewnym momencie zrównoważy siłę ciężkości. Od tej pory zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki ciało spadać będzie ruchem jednostajnym ze stałą prędkością zwaną prędkością graniczną. Dla kul prędkość ta zależy od średnicy kulki i od gęstości. Większa średnica to większa prędkość graniczna. Jeśli większa jest gęstość to większy ciężar kulki i siła oporu równoważy go przy większych prędkościach (dokładnie dla kulek metalowych prędkość graniczna jest wprost proporcjonalna do pierwiastka z promienia kulki i pierwiastka z gęstości. Dla małych ciał np. pyłków, kropelek mgły itp. zależność jest inna. Zgodnie z przyjętą zasadą tej strony rachunków nie przedstawiamy - patrz np. Jaworski, Piński "Elementy fizyki" str. 105). Ponieważ stal ma prawie trzy razy większą gęstość niż aluminium to prędkość graniczna będzie dla stali ponad półtora raza większa niż dla aluminium i ta kulka spadnie szybciej.
Prędkość graniczna kropelek wody jest mała i wynosi tylko około 8m/s. Już dla nieco większych bryłek gradu prędkość jest wyraźnie większa, a sztywność lodu powoduje, że grad może wyrządzić znaczne szkody. Człowiek spadając bez spadochronu uzyskać może prędkość graniczną rzędu kilkudziesięciu metrów na sekundę. Uderzenie z taką prędkością o powierzchnię Ziemi z reguły kończy się śmiercią. Po rozwinięciu spadochronu (duża powierzchnia i płaski kształt) siła oporu bardzo szybko wzrasta i prędkość graniczna wynosi zaledwie 3 - 4m/s.
powrót do pytań