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设雨滴下落过程中受到的空气阻力与雨滴的横截面积S成正比,与雨滴下落速度v的平方成正比,即f=kSv2(其中k为比例系数).雨滴接近地面时近似看做匀速直线运动,重力加速度为g.把雨滴看做球形,其半径为r,球的体积为πr2,设雨滴的体积为ρ,求:

(1)每个雨滴最终下落的速度vm(用ρ、r、g、k表示)

(2)雨滴的速度达到vm时,雨滴的加速度a为多大?

答案:
解析:

  答案:(1) (2)a=g

  解析:(1)当f=mg时,雨滴达到最终速度vm,则kSvm2=mg,

  kπr2vm2=ρπr3g,得vm

  (2)由牛顿第二定律得

  mg-f=ma,则mg-kS=ma

  解得mg-=ma,即a=g.


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