空氣阻力公式推導(dǎo)(非專業(yè),各位圖個(gè)個(gè)樂(lè)就好)
F=1/2CpSv2
C:空氣阻力系數(shù)
p:空氣密度
S:物體迎風(fēng)面積
v:二者之間相對(duì)速度
? 各位是不是常在科普類視頻內(nèi)看到這個(gè)公式?欲推理無(wú)從下手?其實(shí)僅僅需要必修一的知識(shí)便能解決。
?咱不妨可以換換思路,是不是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“陌生人”,空氣阻力系數(shù)是什么?咱似乎并不知道,但是我們知道的是空氣阻力系數(shù)是我們給一個(gè)比例下的定義,不是嗎?暫不考慮c,從最基礎(chǔ)開始。
? 咱先復(fù)習(xí)一下必修一的知識(shí)點(diǎn)吧?加速度,v=at+v。不過(guò)既然是求空氣阻力,初速度當(dāng)然是0啦!方便起見咱后面會(huì)直接省略掉初速度。v=at①
? 易推出s=1/2at2②日常消去t可知s=v2/2a③
? 等等!有沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)公式有著極高的相似度?
? 咱可別忘了力的定義是什么?。=ma④
? 把③變形可得a=v2/2s
? 將③代入④
F=mv2/2s
誒?是不是越來(lái)越像了?
m=pv
v(體積)=sh
這個(gè)不需要我多解釋些什么吧?為了方便為了方便區(qū)分底面積和移動(dòng)距離。咱下一個(gè)小小的定義吧。
s(底面積,也就是迎風(fēng)面積)=♂(別問(wèn),問(wèn)就是搞事)
F=h♂pv2/2s
唔……看不出來(lái)對(duì)嗎?咱把他表示方式換一下吧。
F=1/2pv2♂h/s
是不是少了個(gè)c,多了個(gè)h/s?但咱要知道,在此之前c從來(lái)就沒(méi)一個(gè)既有的定義??!
原地結(jié)婚,呸!原地下定義。
c=h/s。
嗯……♂看著就挺揪心的,現(xiàn)在距離已經(jīng)被消掉了。就把迎風(fēng)面積換回來(lái)吧!
♂=s(迎風(fēng)面積)
F=1/2cpSv2
批注:咱可以把空氣看成流體,阻力看成浮力。還記得浮力是由什么求的嗎?排水體積×水的密度,所以這里也是同理啦!
后記:嗯……說(shuō)實(shí)話吧,我是個(gè)初中生啦……只不過(guò)閑的沒(méi)事提前學(xué)了高中物理罷了??諝庾枇轿?guī)缀跎狭烁鞣N地方尋找推理方法,結(jié)果空手而歸,一氣之下自己推了出來(lái),現(xiàn)在不想大家重蹈覆轍,所以把思路發(fā)出來(lái)給大家參考一下。但我不敢肯定是完全沒(méi)有問(wèn)題的,如果有什么錯(cuò)誤請(qǐng)各位大佬們指出?。ㄆ髨D被教育的屑)當(dāng)然,如果覺(jué)得信得過(guò)我的話,歡迎來(lái)找我討論啦owo。
經(jīng)大佬指出問(wèn)題,我發(fā)現(xiàn)c最多只能說(shuō)明與h/s具有一定程度的關(guān)聯(lián),但不能草率的畫上等號(hào),文章我就不打算刪了,也算是對(duì)年少輕狂時(shí)的黑歷史一份別樣的回憶,哈哈。