A legjobb válasz
A “terminál sebessége” valamilyen ellenállás tulajdonsága . Vákuumban nincs ellenállás.
De nem lehet, hogy valami végtelenül felgyorsuljon, mert az energia véges. Bármit is használnak felgyorsítására, az potenciális energia forrása, és a maximális a sebesség az, ahol az összes potenciális energia átalakul kinetikus energiává.
Ha ez a potenciális energia gravitációs, akkor a maximális sebesség megegyezik a menekülési sebességgel, \ sqrt \ frac {2GM} r. az objektum nagyon messziről jön be, ez a sebessége akkor lesz, amikor az objektum felületére ütközik (r sugárban). Ha elmulasztja az objektumot, vagy átmegy rajta egy lyukon, akkor ugyanabba az irányba halad tovább, folyamatosan lassul a gravitáció miatt, amely egyre kevésbé halad tovább, és soha nem áll meg.
Valójában vegye figyelembe, hogy az egész idő alatt felgyorsul, mindig az objektum irányába. Ebben a példában csak egy irányra korlátoztuk, és a gyorsulás hirtelen megváltoztatja az irányt, amikor áthalad a központon. Reálisabban: Lehet, hogy két irányban mozog, ebben az esetben ugyanolyan mértékben gyorsul, de az irány mindig változik. Tehát mindig gyorsul, de sebességét mindig a gyorsulás irányának állandó megváltoztatása korlátozza. Határ esetben tökéletes kör, és a sebesség mindig ugyanaz. Általánosabb esetben ez egy ellipszis, amelynek tárgya egy fókuszban van, gyorsabbá válik, amikor közeledik ahhoz az oldalhoz, és lassabban távolabb. A másik határesetben az ellipszis vonallá nyújtható, és az objektum ingaként mozog (mindaddig, amíg nem csapódik bele a dologba, amely körül kering). [Javasolja Pedro Gómez Alvarez-t, hogy erre rámutasson.]
Ha az energiaforrás egy rakéta, akkor a Tsiolkovsky rakétaegyenlet adja meg a valódi határt, amely kiszámítja annak hatását, hogy veled együtt kell-e emelni az üzemanyagot.
A legjobb tudnivalókról, amelyeket önkényes gyorsításhoz adhatok, egy napvitorla, amelyet egy lézer, az úgynevezett lézeres meghajtás. Elméletileg ez korlátlan ideig felgyorsíthat, bár a gyakorlatban nem igazán tud fókuszálni egy olyan lézert, amely szorosan, nagy távolságokra képes. Lehet, hogy van egy elméleti határ a hullámhossz alapján, bár ha van, akkor nem tudom.
Öö, mindegy, a lényeg az, hogy nem kell aggódnia a légellenállás miatt, ami mi okozza a terminális sebességet. De te sem gyorsulhatsz örökké, mert előbb-utóbb elfogy az energiád.
Válasz
Általában, amikor az emberek a végsebességre gondolnak, egy eső tárgyra gondolnak , amely egyre gyorsabban esik, amíg a légellenállás = a gravitáció nem vezet gyorsuláshoz, és így az objektumok elérik végsebességét.
Azonban a „természetes maximális” sebességet elérő zuhanó tárgy koncepciója kívül is alkalmazható a légellenállási forgatókönyveket is.
Engedje meg, hogy bemutassam a Lenz törvényét
Az indukált áram iránya mindig olyan, hogy szemben álljon az azt kiváltó változással.
Egy példával magyarázom: http://www.learncbse.in/ncert -exemplar-problems-class-12-fizika-elektromágneses indukció /
Ezen a képen van egy fémrúd lefelé gördülő lejtő, amelynek nagysága B nagyságú közvetlenül felfelé haladva.
Jobb oldalon az erők lebontását láthatjuk. Leginkább a lejtő mentén lévő erők foglalkoztatnak minket, amelyek mg \ sin \ theta (a lejtő mentén a gravitáció összetevője) és F\_m \ cos \ theta (a lejtő mágneses erejének összetevője). Vegye figyelembe, hogy a tényleges mágneses erő vízszintes a bal kézszabály miatt. Lenz törvénye szerint az indukált mágneses erőnek visszafelé kell mutatnia, hogy lelassuljon az objektum (mivel a mozgó tárgy indukálja az áramot (és ezért az erőt))
Amint az objektum a gravitáció hatására felgyorsul, a mágneses erő addig növekszik, amíg el nem éri az egyensúlyt. Ez az egyensúly a rúd végsebessége. Vegye figyelembe, hogy nincs szükség a légellenállásra, így továbbra is vákuumban fog működni.
Végezzünk néhány számítást
A kiváltott e.m.f. A
\ epsilon = Blv \ cos \ theta
Ahol l a rúd hossza és v ez a sebesség
Ohm törvényének használatával elérhetjük az áramot
I = \ frac { V} {R} = \ frac {Blv \ cos \ theta} {R}
Az indukált mágneses erőt a
F\_m = BIl = \ frac {B ^ 2l ^ adja meg 2v \ cos \ theta} {R}
Most csak meg kell találnunk, amikor a nettó erő nulla.Más szóval
F\_m \ cos \ theta = mg \ sin \ theta
\ frac {B ^ 2l ^ 2v \ cos ^ 2 \ theta} {R} = mg \ sin \ theta
A terminál sebességének megadása
v = \ frac {mgR \ tan \ theta} {B ^ 2 l ^ 2 \ cos \ theta}