Meilleure réponse
La « vitesse terminale » est une propriété dune sorte de résistance . Dans le vide, il ny a pas de résistance.
Mais il nest pas possible que quelque chose accélère indéfiniment, car lénergie est finie. Tout ce qui est utilisé pour laccélérer est une source dénergie potentielle, et le maximum la vitesse est celle où toute cette énergie potentielle est convertie en énergie cinétique.
Si cette énergie potentielle est gravitationnelle, cette vitesse maximale est la même que la vitesse déchappement, \ sqrt \ frac {2GM} r. Si lobjet vient de très loin, cest la vitesse quil aura lorsquil heurtera la surface de lobjet (au rayon r). Sil rate lobjet, ou passe par un trou, il continuera dans la même direction, ralentissant continuellement à cause de la gravité, qui diminue de moins en moins à mesure quil avance, et ne sarrête jamais.
Notez, en fait, quelle accélère tout le temps, toujours dans la direction de lobjet. Dans cet exemple, nous lavons limitée à une direction, et laccélération change soudainement de direction lorsquelle passe par le centre. Plus réaliste, il peut avoir un mouvement dans deux directions, auquel cas il accélère continuellement par la même quantité, mais la direction change toujours. Donc, il accélère toujours, mais sa vitesse est toujours limitée par le changement constant de direction de laccélération. Dans le cas limite, cest un cercle parfait, et la vitesse est toujours la même. Dans le cas plus général, il s’agit d’une ellipse, avec l’objet à un foyer, devenant plus rapide à mesure qu’il se rapproche de ce côté et plus lente plus loin. Dans l’autre cas limite, l’ellipse peut être étirée en une ligne et l’objet se déplace comme un pendule (tant quil ne touche pas la chose sur laquelle il est en orbite). [Nous remercions Pedro Gómez Alvarez pour lavoir signalé.]
Si la source dénergie est une fusée, alors la limite réelle est donnée par léquation de la fusée Tsiolkovsky, qui calcule leffet de devoir lever votre carburant avec vous.
Le meilleur que je puisse vous donner pour une accélération arbitraire est une voile solaire alimentée par un laser, appelé Laser propulsion. En théorie, qui peut vous accélérer indéfiniment, même si en pratique vous ne pouvez pas vraiment focaliser un laser aussi étroitement sur de grandes distances. Il peut y avoir une limite théorique basée sur la longueur donde, mais sil y en a, je ne le sais pas.
Euh, de toute façon, le fait est que vous navez pas à vous soucier de la résistance de lair, qui est ce qui cause la vitesse terminale. Mais vous ne pouvez pas non plus accélérer indéfiniment, car tôt ou tard vous manquez d’énergie.
Réponse
Normalement, quand les gens pensent à la vitesse terminale, ils pensent à un objet qui tombe , qui tombe de plus en plus vite jusquà ce que la résistance de lair = gravité nentraînant aucune accélération et ainsi les objets atteignent leur vitesse finale.
Cependant, le concept dun objet tombant atteignant sa vitesse «maximale naturelle» peut être appliqué à lextérieur des scénarios de résistance aérienne également.
Permettez-moi de vous présenter Loi de Lenz
La direction dun courant induit est toujours de manière à sopposer au changement qui la provoqué
Je vais lexpliquer avec un exemplehttps: //www.learncbse.in/ncert -exemplaire-problèmes-classe-12-physique-induction-électromagnétique /
Dans cette image, nous avons une tige de métal descente dune pente qui a un champ magnétique de magnitude B pointant directement vers le haut en le parcourant.
Sur la droite, nous pouvons voir une répartition des forces. Nous sommes plus concernés par les forces le long de la pente, qui sont mg \ sin \ theta (la composante de la gravité le long de la pente) et F\_m \ cos \ theta (la composante de la force magnétique le long de la pente). Notez que la force magnétique réelle est horizontale en raison de la règle de la main gauche. La loi de Lenz nous dit que la force magnétique induite doit pointer vers larrière pour ralentir lobjet (car lobjet en mouvement est ce qui a induit le courant (et donc la force))
Au fur et à mesure que lobjet accélère sous leffet de la gravité, la force magnétique augmente jusquà ce quil atteigne un équilibre. Cet équilibre est la vitesse terminale de la tige. Notez que la résistance de l’air n’est pas nécessaire, elle fonctionnera donc toujours dans le vide.
Faisons quelques calculs
Le e.m.f. Est donné par
\ epsilon = Blv \ cos \ theta
Où l est la longueur de la tige et v cest la vitesse
En utilisant la loi dOhm, nous pouvons obtenir le courant
I = \ frac { V} {R} = \ frac {Blv \ cos \ theta} {R}
La force magnétique induite est donnée par
F\_m = BIl = \ frac {B ^ 2l ^ 2v \ cos \ theta} {R}
Il ne nous reste plus quà trouver quand la force nette est nulle.En dautres termes
F\_m \ cos \ theta = mg \ sin \ theta
\ frac {B ^ 2l ^ 2v \ cos ^ 2 \ theta} {R} = mg \ sin \ theta
Nous donner la vitesse du terminal pour être
v = \ frac {mgR \ tan \ theta} {B ^ 2 l ^ 2 \ cos \ theta}