下落的水滴|自由落体运动与重力加速度

下落的水滴|自由落体运动与重力加速度

首页休闲益智重力滴落更新时间:2024-05-07

希腊物理学家斯特拉托(Strato,前约340年-前270)观察到,当水滴下落时,水滴的间路在下落过程中不断增大,他由此得出水滴加速向下运动的结论。如果一个水滴比其他水滴下落的速度快,那它的下落时间也一定比其他水滴长。在分离的水滴中,下落较久的必定下落较快,这表明水滴的下落是加速运动。只是斯特拉托并不知道,这个加速度是恒定的,水滴的间距正比于经过的时间。这个加速度约为9.8m/s²(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。

水滴下落近似于自由落体运动。

自由落体运动是初速度为零加速度为g的匀加速直线运动(不考虑空气阻力),遵循匀变速直线运动规律;

I 初速度v0=0;

II 末速度V=gt;

III 下落高度h是末速度的原函数:h=1/2gt²;(从v0位置向下计算)(h'=V)

距离h相当于函数V的积分。

当t=3时,定积分相当直线gt、x=3、x轴围成的三角形的面积,等于3*29.4*1/2=1/2gt²=1/2*9.8*3²=44.1。

当t=5时,定积分相当直线gt、x=5、x轴围成的三角形的面积,等于5*49*1/2=1/2g5²=1/2*9.8*3²=122.5。

如果有两个水滴,第一个水滴比第二个水滴先下落0.1秒,在第一个水滴下落1.5秒后,两个水滴相距的距离是1/2*9.8*1.5²-1/2*9.8*1.4²=11.025-9.604=1.421m。

可以想像一个房檐有11.025m的房子,两滴水时间间隔0.1秒下落,先下落的水滴在着地的一瞬,后下落的水滴离地面有1.421m。

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