Como a resistência do ar faz alterar a maneira como percebemos caindo objetos? Por favor, se aprofundada. Obrigado.

A equação de arrastar calcula a força experimentada por um objeto movendo-se através de um fluido com velocidade relativamente grande (ou seja, número de Reynolds elevado, Re > 1000), também chamado de arrastar quadrática. A equação é atribuída a Lord Rayleigh, que usou originalmente L2 no lugar de um (sendo alguns comprimento L). A força sobre um objeto em movimento devido a um fluido é:

Fd = ½ ? v ^ 2 Cd A
onde

é a força de arrasto,
é a densidade do fluido, [3]
é a velocidade do objeto em relação ao fluido,
é a área de referência,
é o coeficiente de arrasto (um parâmetro adimensional, por exemplo, 0,25 para 0.45 para um carro)

Nesta equação, a única variável no lado direito é v ^ 2

Todos os outros são constantes, então deixe K = ½ ? Cd A

Força de resistência do ar = k velocidade ^ 2

Força = massa aceleração
O peso de um objeto é a força que faz com que um objeto caindo acelerar.
Peso = massa 9,81

Peso = força
Força = massa 9,81

Aceleração = 9.81 m/s ^ 2

Negligenciando a resistência do ar, a velocidade de um objeto caindo aumenta 9.81 m/s a cada segundo.
Negligenciando a resistência do ar, veríamos o objeto indo mais rápido e mais rápido, sem limite.

Com a resistência do ar:
A força de resistência do ar faz com que o objeto desacelerar como cai.

A segunda lei de Newton afirma que a soma das forças é igual a massa vezes aceleração.

A equação está abaixo:

Peso-resistência do ar = massa aceleração

9,81 m-k v ^ 2 = m um

Aceleração = [(9.81 m) – (k v ^ 2)] ÷ m
Aceleração = 9,81-k/m v ^ 2


Então, o que acontece quando uma folha de bordo 20 gramas 20 m no ar cai no chão?
Para um carro, k = 0,25 a 0,45.
Muitos carros são projetados para que sua forma reduz a resistência do ar.
A forma de uma folha de bordo não reduz a resistência do ar.

Então, vou dizer k = 0,5
m = 20 gramas = 0,02 kg

Aceleração = 9,81-k/m v ^ 2
Aceleração = 9,81 – (0,5/0.02) v ^ 2
Aceleração = 9,81-25 v ^ 2

Como a folha cai, aumenta a sua velocidade.
À medida que aumenta a velocidade, v ^ 2 aumentos.
Como v ^ 2 aumenta, 25 v ^ 2 aumentos.
25 V ^ 2 aumenta, diminui de aceleração.

Em alguma velocidade, aceleração = 0 m/s ^ 2
Agora a folha não está acelerando, a folha está caindo a uma velocidade constante!

0 = 9,81-25 v ^ 2
25 v ^ 2 = 9,81
v = (9.81 ÷ 25) ^ 0.5
Velocidade terminal = 0.626 m/s

Sem a resistência do ar, em que momento a folha teria uma velocidade de 0.626 m/s?
VF = vi + 9,8 t
vi = 0
0.626 = 0 + 9,8 t
Tempo = ÷ 0.626 9,8 = 0,0639 segundos

Com a resistência do ar, a folha iria alcançar sua velocidade terminal em menos de 0,0639 segundos!
Distância = velocidade média tempo
Distância = 0.626/2 0.0639 = 0,02 m
A folha cairia 0,02 metros para atingir sua velocidade terminal e depois cair 20 m - 0,02 = 19,88 m como essa velocidade.
Eu percebo que esta resposta não é perfeitamente exata, mas é perto.
Amanhã, vou usar MS Excel para determinar o gráfico do tempo vs velocidade!!!!
Se você fizer um de vocês, contatos e enviar uma pergunta perguntando o que se parece com o gráfico, eu poderia responder e descrever o gráfico.
Este é um problema muito interessante.

Sem a resistência do ar, a velocidade da folha, quando ele atingiu o chão =
VF ^ 2 = (2 9,81 20) ^ 0.5 = 19,8 m/s

Sem a resistência do ar, a folha iria pousar diretamente em sua posição inicial.

Com resistência do ar, a folha vai virar repetidamente e mova horizontalmente cai.

Sabendo que todos os objetos largados da mesma altura e ao mesmo tempo possuem a mesma velocidade de queda e chegam juntos ao solo independentemente das massas dos objetos, de seus formatos ou de sua composição, entretando esse conceito se aplica apenas ao vácuo

A equação da força de arrasto é responsável por calcula a força experimentada por um objeto movendo-se através de um fluido com velocidade relativamente grande, também chamado de arrastar quadrática. 

Em um fluido o objeto sofre uma força, descrita por:

Sabendo que Fd é a força de arrasto

Fd = ½ ? v ^ 2 Cd A

Nesta equação, a única variável no lado direito é v ^ 2

Todos os outros são constantes, então deixe K = ½ ? Cd A

Força de resistência do ar = k velocidade ^ 2

Força = massa aceleração
O peso de um objeto é a força que faz com que um objeto caindo acelerar.
Peso = massa 9,81

Peso = força
Força = massa 9,81

Aceleração = 9.81 m/s ^ 2

Negligenciando a resistência do ar, a velocidade de um objeto caindo aumenta 9.81 m/s a cada segundo.
Negligenciando a resistência do ar, veríamos o objeto indo mais rápido e mais rápido, sem limite.

Com a resistência do ar:
A força de resistência do ar faz com que o objeto desacelerar como cai.

A segunda lei de Newton afirma que a soma das forças é igual a massa vezes aceleração.

A equação está abaixo:

Peso-resistência do ar = massa aceleração

9,81 m-k v ^ 2 = m um

Aceleração = [(9.81 m) – (k v ^ 2)] ÷ m
Aceleração = 9,81-k/m v ^ 2

Então, o que acontece quando uma folha de bordo 20 gramas 20 m no ar cai no chão? Para um carro, k = 0,25 a 0,45. Muitos carros são projetados para que sua forma reduz a resistência do ar. A forma de uma folha de bordo não reduz a resistência do ar.

Então, k = 0,5 ;  m = 20 gramas = 0,02 kg

Aceleração = 9,81-k/m v ^ 2
Aceleração = 9,81 – (0,5/0.02) v ^ 2
Aceleração = 9,81-25 v ^ 2

Como a folha cai, aumenta a sua velocidade.
À medida que aumenta a velocidade, v ^ 2 aumentos.
Como v ^ 2 aumenta, 25 v ^ 2 aumentos.
25 V ^ 2 aumenta, diminui de aceleração.

Em alguma velocidade, aceleração = 0 m/s ^ 2
Agora a folha não está acelerando, a folha está caindo a uma velocidade constante!

0 = 9,81-25 v ^ 2
25 v ^ 2 = 9,81
v = (9.81 ÷ 25) ^ 0.5
Velocidade terminal = 0.626 m/s

Sem a resistência do ar, em que momento a folha teria uma velocidade de 0.626 m/s?
VF = vi + 9,8 t
vi = 0
0.626 = 0 + 9,8 t
Tempo = ÷ 0.626 9,8 = 0,0639 segundos

Com a resistência do ar, a folha iria alcançar sua velocidade terminal em menos de 0,0639 segundos!
Distância = velocidade média tempo
Distância = 0.626/2 0.0639 = 0,02 m
A folha cairia 0,02 metros para atingir sua velocidade terminal e depois cair 20 m - 0,02 = 19,88 m como essa velocidade.
Eu percebo que esta resposta não é perfeitamente exata, mas é perto.
Amanhã, vou usar MS Excel para determinar o gráfico do tempo vs velocidade!!!!
Se você fizer um de vocês, contatos e enviar uma pergunta perguntando o que se parece com o gráfico, eu poderia responder e descrever o gráfico.
Este é um problema muito interessante.

Sem a resistência do ar, a velocidade da folha, quando ele atingiu o chão =
VF ^ 2 = (2 9,81 20) ^ 0.5 = 19,8 m/s

fonte:http://fisicapaidegua.com/prova.php?fonte=uepa