Nejlepší odpověď
„Koncová rychlost“ je vlastnost určitého druhu odporu . Ve vakuu neexistuje žádný odpor.
Ale není možné, aby něco zrychlovalo donekonečna, protože energie je konečná. Cokoli se k jejímu zrychlení použije, je zdrojem potenciální energie a maximem rychlost je ta, kde se veškerá tato potenciální energie převádí na kinetickou energii.
Pokud je tato potenciální energie gravitační, je maximální rychlost stejná jako úniková rychlost, \ sqrt \ frac {2GM} r. Pokud objekt přichází z velmi daleko, to je rychlost, kterou bude mít, když narazí na povrch objektu (v poloměru r). Pokud míjí objekt nebo prochází dírou v něm, bude pokračovat stejným směrem a neustále zpomaluje v důsledku gravitace, která je čím dál tím méně a nikdy se nezastaví.
Všimněte si, že to zrychluje po celou dobu, vždy ve směru objektu. V tomto příkladu jsme to omezili na jeden směr a zrychlení náhle mění směr, jak prochází středem. Realističtěji, může mít pohyb ve dvou směrech, v takovém případě neustále zrychluje o stejnou částku, ale směr se vždy mění. Vždy tedy zrychluje, ale jeho rychlost je vždy omezena neustálou změnou směru zrychlení. V mezním případě je to dokonalý kruh a rychlost je vždy stejná. V obecnějším případě je to elipsa s objektem v jednom ohnisku, který se zrychluje, když se blíží této straně, a pomaleji dále. V druhém limitním případě lze elipsu natáhnout do přímky a objekt pohybuje se jako kyvadlo (pokud nezasáhne to, co obíhá). [Navrhuje, aby na to upozornil Pedro Gómez Alvarez.]
Pokud je zdrojem energie raketa, skutečný limit je dán rovnicí Tsiolkovského rakety, která vypočítává účinek nutnosti zvedat palivo spolu s vámi.
Asi to nejlepší, co vám pro svévolné zrychlení mohu dát, je sluneční plachta poháněná laser, který se nazývá Laserový pohon. Teoreticky vás to může donekonečna zrychlovat, i když v praxi nemůžete skutečně zaostřit laser, který by pevně zaostával na velké vzdálenosti. Může existovat teoretické omezení založené na vlnové délce, i když pokud o tom nevím.
Eh, každopádně jde o to, že si nemusíte dělat starosti s odporem vzduchu, což je co způsobuje koncovou rychlost. Ale nemůžete „navždy zrychlit, protože dříve nebo později vám dojde energie.
Odpověď
Když lidé myslí na koncovou rychlost, myslí si obvykle na padající objekt. , který klesá rychleji a rychleji, dokud odpor vzduchu = gravitace nevede k žádnému zrychlení a objekty tak dosáhnou své koncové rychlosti.
Koncept padajícího objektu, který dosáhne své „přirozené maximální“ rychlosti, však lze použít i venku scénářů odporu vzduchu.
Dovolte mi, abych vám představil Lenzův zákon
Směr indukovaného proudu je vždy tak, aby se postavil proti změně, která jej způsobila
Vysvětlím to na příkladu https://www.learncbse.in/ncert -exemplar-problems-class-12-fyzika-elektromagnetická-indukce /
Na tomto obrázku máme kovovou tyč sjíždění svahu s magnetickým polem o velikosti B přímo nahoru a prochází ním.
Vpravo vidíme rozpis sil. Nejvíc nás zajímají síly podél svahu, kterými jsou mg \ sin \ theta (složka gravitace podél svahu) a F\_m \ cos \ theta (složka magnetické síly podél svahu). Pamatujte, že skutečná magnetická síla je vodorovná kvůli pravidlu levé ruky. Lenzův zákon nám říká, že indukovaná magnetická síla musí směřovat dozadu, aby objekt zpomalil (protože pohybující se objekt je to, co vyvolalo proud (a tedy i sílu))
Jak se objekt gravitací zrychluje, magnetická síla se zvyšuje, dokud nedosáhne rovnováhy. Tato rovnováha je konečná rychlost tyče. Všimněte si, že odpor vzduchu není nutný, takže bude i nadále pracovat ve vakuu.
Uděláme několik výpočtů
Indukovaný e.m.f. Je dáno
\ epsilon = Blv \ cos \ theta
Kde l je délka prutu a v je to rychlost
Pomocí Ohmova zákona můžeme dostat proud k
I = \ frac { V} {R} = \ frac {Blv \ cos \ theta} {R}
Indukovaná magnetická síla je dána
F\_m = BIl = \ frac {B ^ 2l ^ 2v \ cos \ theta} {R}
Nyní musíme zjistit, kdy je čistá síla nulová.Jinými slovy
F\_m \ cos \ theta = mg \ sin \ theta
\ frac {B ^ 2l ^ 2v \ cos ^ 2 \ theta} {R} = mg \ sin \ theta
Dáme nám konečnou rychlost
v = \ frac {mgR \ tan \ theta} {B ^ 2 l ^ 2 \ cos \ theta}