첫째, 공기 저항은 생명을 구할 수 있다.
사실, 대답은 ... 관자를 팔아라, 여기서는 언급하지 않겠다. 사실 이 문제에서, 우리는 문제를 풀 때 전혀 고려하지 않는 공기 저항을 고려해야 한다. 공기 저항은 여기서 매우 중요한 역할을 한다. 평상시의 저속에서 공기 저항은 자연히 고등학교 계산물리학문제처럼 무시할 수 있다. 그러나 고속 운동의 경우, 예를 들어 마천루에서 떨어진 동전을 연구하거나, 특히 높은 곳에서 뛰어내려 매우 빠른 타임슬립을 얻으려고 하는 것 (예, 내가 말한 것은 흑의인 3), 공기 저항은 무시할 수 없다. 심지어 운동의 최종 상태를 결정하는 관건이 될 수도 있다.
고속 공기 저항 공식은 다음과 같습니다.
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여기서 ρ는 공기의 밀도입니다. C? D? 물체의 모양에 매우 의존하는 저항 계수입니다. A 는 물체의 단면적, V 는 공기에 상대적인 물체의 속도이다.
공기 저항의 표현식에서 볼 수 있듯이 속도가 클수록 공기 저항이 커집니다. 그러나 공기 저항은 무한히 증가하지 않는다. 공기 저항이 중력 G = mg 와 같을 정도로 크면 물체의 힘은 균형을 이룬다. 그래서 이 때 물체는 더 이상 가속도가 없고, 이 속도로 일정한 속도로 안정적으로 떨어질 것이다. 이 시점에서 속도를 끝 속도 v? 라고 합니다 0? 그 크기는 f 가 될 수 있습니까? D? = G 찾기:
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공기 저항과 중력에 의해 균형을 이루는 이 균일한 낙하는 실제로 흔히 볼 수 있습니다. 일반 빗방울은 지면에 떨어질 때 균일합니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 공기명언) 그리고 빗방울이 작을수록 떨어지는 속도가 느려집니다. 이것은 인생 경험입니다. V 로 표현할 수 있습니까? 0? M 의 1/2 제곱에 비례하여 해석하다.
우리의 초기 질문으로 돌아가면, 동전의 최종 폐쇄 속도가 인체에 충분한 치명적인 손상을 입힐 수 있을까? 동전의 구체적인 데이터를 대입해서 계산해 봅시다. 1 원동전을 예로 들면 질량은 약 6.3g, 지름 D 는 약 25mm, 두께 H 는 약 2mm 입니다. 보통 온도와 압력에서 공기 밀도 ρ는 1.2 kg/ m? 3? 우리는 그것이 상수라고 가정합니다. 동전이 수평으로 떨어질 때 저항 계수 Cd 는 1 ..15 (참고 문헌 [3] 참조), 동전이 수직으로 떨어질 때 조회할 정확한 데이터는 없지만1정도다. 이러한 발생을 대입하면 동전이 수평과 수직으로 떨어질 때의 폐쇄 속도를 최소값과 최대값으로 계산하여 결과를 얻을 수 있습니다.
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즉, 동전의 낙하가 아무리 높아도 최종 속도는 45.4 m/s 를 초과하지 않습니다. 실제로 동전이 떨어지면 공중에서 구르기 때문에 실제 경우 동전의 폐쇄 속도가 두 경우 사이에 있다고 볼 수 있습니다.
둘째, 제한 속도는 치명적이지 않습니다.
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가장 극단적인 상황을 고려해 봅시다. 최대 접근 속도가 인체에 해를 끼칠 수도 있고 심지어 사망할 수도 있습니까? 이를 위해, 우리는 이렇게 속도가 큰 동전이 사람을 때릴 때 사람이 받는 힘과 압력을 추산해야 한다. 운동량 정리를 사용하면 좋은 추정을 할 수 있습니다.
일반적으로 동전과 인체 피부 간의 상호 작용 시간은 10ms 크기 (참고 문헌 [1] 참조) 이므로 F ≈ 2 9N 입니다. 동전과 인체 피부 사이의 상호 작용 면적이 동전 두께 H 의 제곱만큼 크다고 가정한다면, 즉 4 mm 인가? 2? 인체에 대한 압력은 P ≈ 7.2MPa 입니다.