水滴是不是總能找到阻力最小的道路?如果是,為什麼?

2025-04-22 03:41:27 字數 2130 閱讀 5122

1樓:德生福氣人寰

當水滴懸於具有同樣密度的**(medium)中時,如空氣,它們將是完美的球體;藉助固體的支援,球狀稍微扁平;當水滴穿過空氣時,它們又表現出一種新的形狀,儘管這種形狀比球狀更不簡單,卻仍然是完全對稱的,並滿足以下的條件,即水滴的形狀使它穿越空氣時受到的阻力最小,這樣一來,它便可以下落得儘可能地快;換言之,下降的水滴完全是流線型的(streamlined)

其實這已經涉及到了流體力學原理部分了。

想談流線型就不得不談流線的概念,流體的流動是很有規則的,流兄培核體質點執行的軌跡就像是一束線一般,這種流動的狀態,叫做線流。線流的分析雖然不易,卻還有脈絡可循。阻中慧力可以分做兩部分:

一種可以叫做氣壓阻力,另一種可叫做摩擦阻力。流體有黏性,所以任何物體若與流體有相對的運動,就會因摩擦而生阻力,物體與流體的接觸面積愈大,這摩擦阻力也愈大。流體運動時會形成尾跡,在這尾跡中,流速就比u小(u是流體前方的流速)這就表示,對這飛行的物體而言,它是一直在淨收向後的動量。

也就是說在遭遇向前的阻力。從另一觀點看,當有這尾跡時,物體前方的氣壓就大於後方的氣壓,所以就有阻力。這也是為什麼我們叫這種阻力為氣壓阻力。

這種氣壓阻力雖然不是直接來自流體的黏性,卻是間接由於流體的黏性。大體而言,尾跡愈寬,氣壓阻力愈大;尾跡愈羨掘窄,氣壓阻力愈少。一般物體有所謂流線形的,什麼叫做流線型呢?

就是物體外形在運動時,與流體的流線極其接近,那時尾跡就非常非常窄,因而氣壓阻力也很小。

水是液體,水滴在下落過程中,在空氣作用下不斷調整受阻部位,最終達到流線型狀態,正好此時各部位達到相對穩定狀態,受力也最均衡。<>

2樓:晨綠佳

水滴不盡然是圓的。

1. 懸浮在空氣中的水珠(如霧中的水珠)是圓的;這是因為水分子之間的吸引力、水的表面張力以及大氣壓力所造成的。大氣壓對物體的作用力是四方八面都均等的,因此使水珠保持圓形。

2. 落下的水滴,由於受到空氣分子的阻擋,就不盡然是圓的。看過高速攝影的人應該知道水滴是「半不規則、半規則」形。說「半不規則」是因為它不盡然是圓珠形,說「半規則」是因為它不會有菱角或者直角,只有圓滑的「角」.

這個特徵是水分子之間的吸引力和表面張力所造成的。

3. 存在真空中的水的形狀,我們可在電視上看到,也不盡然是圓的,它由水分子之間的吸引力和表面張力所左右,而且少了大氣壓力那均等的作用。

我的宣告:研究科學應該抱著嚴謹的態度,我是為了大眾的利益而寫出下列註釋,得罪之處,請諒。

1.地心吸力對一物體的每乙個分子的作用是不均等的。

2.宇亮簡悶宙中的星球都是圓的,所以水滴也是圓的。這麼說那地球上的任何物體都是圓的。

星球的體積大,足以產生內在引力,而且在太空中沒有外力(也有例外),因此形成圓形。宇宙中小塊的物體如宇宙塵埃、碎片、隕石就呈不規則形。星球的體積和水滴相比,簡直是天淵之別!

3.有人說「「重力」與水滴是球體無關的」,後來卻提及「重心」這個和重力有直接關係的東西。「水分子也就會慢慢的」是不對的咐爛,實際上是一瞬間,否則我們的肉眼就可看到它的過程了。

4.「圓形所佔體積最小,下落時所受阻力最小」-為何只是為了下落?懸浮時就不是球形嗎?

為何只是為了減少阻力?難道水滴知道這個道理而自行調整形狀?那句話是個「結果」,不是「原因」.

5.「n多個圓緊緊在一起怎麼會是方的?」-應該說「多個」,不是「n多個」.

如果不是液體,是固體,多個球體聚集一起可形成各種形狀,從遠處看,可敬彎能是正立方形,也可能是球形,視分子吸力、重力、大氣壓力和其他外力而定。如果是液體。<>

3樓:花開18517埔嘲

空氣的阻力與速度有關,我們把研究的物件近似的簡化成球體,當物體的速度比較慢時,空氣阻力的表示式是 f=6πηrv,η 是空氣的黏度,取η≈ 帕•秒,不考慮它隨溫度的變化,r是物體的半徑,v是物體的速度大小;當物體的速度比較快時,空氣的阻力的表示式是f=πρ空r2v2/5,式中ρ空為空氣的密度.依據以上的原理,請分析以下問題:(手掘含球體的體積公式為v=4πr3/3)

1)試計算半徑分別為r1=10-6公尺與r2=10-3公尺的水滴在空中豎直下落的速度,並由此說明雲、畢笑霧和雨是由何種半徑的水滴下落形成?

2)在塵土飛揚的馬路上灑水的物理原理是什麼?

3)是指大氣中直徑小於或等於微公尺的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物,每立方公尺空氣中這種顆粒的含量散正越高,就代表空氣汙染越嚴重.請簡要分析的**,以及 在大氣中的停留時間長、輸送距離遠的原因.<>

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