牛頓第一運動定律指出,只要沒有合力作用在物體上,物體就繼續以恆定速度運動。
由於速度是一個向量,恆定速度意味著物體在給定的時間段內具有相同的速度和方向。這可能意味著一個靜止的物體繼續保持靜止(恆定速度=0),或者一個以一定速度運動的物體繼續以相同的恆定速度沿直線運動。如果物體改變方向,即使速度不變,也會有加速度,物體上的力不平衡。例如,如果以恆定速度在圓中擺動物件,則該物件仍在加速,因為它正在改變其運動方向。
物體保持運動狀態的傾向稱為慣性。例如,如果一輛公共汽車突然中斷,車上的乘客可能會繼續向前移動,並與前面的座位相撞。當公共汽車輕輕地剎車時,乘客和座位之間的摩擦力可能足以阻止乘客從座位上摔下來。
如果你沿著地面踢一個球,它肯定不會永遠以同樣的速度移動。這是因為,在地球上,作用在球上的合力不是0。球和地面之間的摩擦力使球減速。冰球中使用的冰球所受的摩擦力要小得多,因此它可以繼續運動相當長的一段時間。航天器一旦進入太空,也會受到很小的力。所以它們繼續以幾乎沒有變化的速度前進。當它們靠近行星或恆星時,它們確實會經歷重力,並且它們的路徑會彎曲。科學家們實際上利用了這種效應,透過事先的計算,他們能夠仔細地規劃出航天器的軌跡。當宇宙飛船繞著一個大質量物體(如行星)飛行時,其軌道會發生彎曲,據說它們會繞著物體彈射。
在地球上,如果達到最終速度,下落物體可能以恆定的速度移動。例如,當一個物體從空中墜落時,就會發生這種情況。當物體加速時,物體上的空氣阻力會增加,而物體的重量不變。最終,空氣阻力可能等於物體的重量。在這種情況下,重量和空氣阻力大小相同,作用方向相反,會相互抵消,使物體上的凈力為0。然後,物體的速度將不再變化,直到它到達地面。物體所達到的恆定速度稱為終端速度。
一名體重65公斤的跳傘者正以極限速度墜落。找出跳傘者所經歷的空氣阻力的大小。
Since the skydiver is falling at a c***tant velocity, according to Newton’s first law, the forces on the skydiver should be balanced. Weight acts downward, and this has a magnitude of . The upward force should cancel this out in order for the forces to be balanced. So, the upward force will also have a magnitude of 638 N.
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