Question

根據(jù)流體力學知識，流體對物體的作用力可用f=αρ0Av2來表達．α為一系數(shù)，ρ0為空氣密度，A為物體的截面積，v為物體相對于流體的速度．已知地球表面處α=0.5，ρ0=1.25kg/m3，g=10m/s2．球體積公式為V＝π r3．若將沙塵顆粒近似為球形，沙塵顆粒密度ρs=2.8×103kg/m3，半徑r=2×10-4m．求：

（1）沙塵顆粒在空氣中豎直下落時的最大加速度；

（2）沙塵顆粒在空氣中豎直下落時的速度最大值；

（3）地面附近形成揚沙天氣的風速至少為多少．

 

Answer 1

（1），方向豎直向下（2）（3）v≥3.46m/s

【解析】

試題分析：（1）沙塵顆粒剛開始下落速度為零時，，則，方向豎直向下；

（2）速度最大時加速度為零：，可得，且：.

則： ；

（3）當，沙塵顆粒會向上加速，形成揚沙天氣．代入數(shù)據(jù)解得v≥3.46m/s．

考點：牛頓第二定律；力的合成與分解的運用．