空気抵抗

質問

自由落下の実験をしました。初速V0と速度V、その間の変位ｘが与えられているとき、
どのようにして空気抵抗をもとめるのか教えてください。

回答No.2

sanori · ベストアンサー

こんばんは。
速度がＶ0からＶに増えるまでの間、ｘだけ進んだということですね。

では、その間の時間ｔは、
ｔ　＝　ｘ÷平均速度　＝　ｘ・２／（Ｖ＋Ｖ0）
です。

よって、この間の加速度（の平均）ａは、
ａ　＝　速度変化／時間　＝（Ｖ－Ｖ0）／ｔ
　＝　（Ｖ－Ｖ0）（Ｖ＋Ｖ0）／（２ｘ）

ａは、空気抵抗が無ければ、重力加速度ｇと等しいのですが、空気抵抗の分だけ、ｇより小さくなります。

空気抵抗（の加速度）をαと置けば、
ａ　＝　ｇ－α

よって、落下開始からｘまでの、空気抵抗（の加速度）の平均は、
α（の平均）　＝　ｇ－ａ
　＝　ｇ　－　（Ｖ－Ｖ0）（Ｖ＋Ｖ0）／（２ｘ）
となります。

なお、空気抵抗を、加速度ではなく力の次元にしたい場合は、上記で求めたαに、落下している物体の質量を掛け算してください。

お礼

とてもわかりやすいです。ありがとうございます

回答No.1

tono-todo

少し質問を整理して下さい。

空気抵抗・・何をもとめる？
空気の抵抗力、抵抗係数、抵抗エネルギー
どれを求めるにしてもこれだけでは、不足です。
実験なら、何と何を測定するか、決められているのではないですか？
時間、質量、等々何を求めるかで必要な項目は異なるかもしれません。