Question

Почему в начале падения в жидкости шарик движется ускоренно, а затем – равномерно

Answer 1

Объяснение:

Рассмотрим свободное падение сферического тела (шарика)

в неподвижной жидкости. На шарик действуют три силы:

– сила тяжести

(2),

где ρш - плотность

материала шарика;

– сила Архимеда

(3),

где ρж - плотность

жидкости;

– сила сопротивления

(4),

где υ – скорость

прилегающего к шарику слоя

жидкости, равная скорости

падения шарика.

Как видно из выражений (2) – (4), модули силы тяжести и

выталкивающей силы постоянны, а модуль силы сопротивления

пропорционален скорости падения шарика. Поэтому в начале

своего падения в жидкости шарик движется ускоренно, так как

сумма сил Архимеда и Стокса меньше силы тяжести, а затем

наступает момент, когда силы уравновешивают друг друга

Answer 2

Движение шарика при падении в жидкости обусловлено воздействием силы тяжести и сопротивлением среды. Вначале падения, когда шарик только начинает двигаться вниз, он действительно ускоряется. Это происходит потому, что сила тяжести (вес шарика) направлена вниз, и на начальном этапе сопротивление жидкости еще не сильно влияет на его движение.

Однако по мере того как шарик продолжает двигаться вниз и набирает скорость, сила сопротивления среды начинает становиться все более заметной. Сопротивление жидкости проявляется в виде воздействия обтекающего шарик потока жидкости, что противодействует его движению. Эта сила сопротивления пропорциональна скорости движения и площади поперечного сечения шарика.

Поэтому, когда сила сопротивления становится равной по величине силе тяжести, шарик достигает своей максимальной скорости, и его движение становится равномерным. На этом этапе сила тяжести и сила сопротивления сбалансированы, и шарик движется со постоянной скоростью вниз.

Итак, в начале падения сила тяжести доминирует, и шарик ускоряется. По мере увеличения скорости, сила сопротивления становится все сильнее, что приводит к уменьшению ускорения и, в конечном итоге, к установлению равномерной скорости движения.