수직 속도 :
* 상향 속도 : 공기 저항은 발사체의 움직임과 반대되는 역할을하며 위쪽으로 이동하면서 속도가 느려집니다. 이것은 발사체가 진공 상태보다 최대 높이에 도달한다는 것을 의미합니다.
* 하락 속도 : 발사체가 내려 가면서 공기 저항은 여전히 그 움직임에 반대하지만 이제는 중력과 같은 방향으로 작용합니다. 이는 발사체가 진공 상태보다 더 빠르게 떨어지면서 더 높은 터미널 속도에 도달 함을 의미합니다.
수평 속도 :
* 수평 속도를 감소시킵니다 : 공기 저항은 발사체의 수평 운동에 반대하는 힘을 만듭니다. 이 힘은 발사체가 초기 경로에서 속도를 늦추고 벗어납니다.
* 범위에 영향을 미칩니다 : 수평 속도의 감소는 발사체의 범위 (이동하는 수평 거리)에 직접적인 영향을 미칩니다. 발사체는 진공 상태보다 발사 지점에 더 가깝게 착륙합니다.
공기 저항에 영향을 미치는 주요 요인 :
* 발사체 모양 : 간소화 된 물체는 불규칙한 모양보다 드래그가 적습니다.
* 발사체 크기 : 더 큰 물체는 더 큰 드래그를 경험합니다.
* 발사 속도 : 발사체가 빨라질수록 드래그 힘이 커집니다.
* 공기 밀도 : 더 높은 공기 밀도 (예 :낮은 고도에서)는 더 큰 항력을 초래합니다.
공기 저항 계산 :
공기 저항을 계산하는 것은 복잡하며 종종 고급 물리학 및 유체 역학을 포함합니다. 그러나 기본 발사 운동 문제의 경우 근사치를 종종 사용합니다.
* 선형 드래그 : 공기 저항이 발사체의 속도에 비례한다고 가정합니다.
* 2 차 드래그 : 공기 저항이 발사체 속도의 제곱에 비례한다고 가정합니다 (더 높은 속도에 대해 더 정확함).
중요한 참고 : 많은 입문 물리학 문제에서 공기 저항은 단순성에 대해 무시됩니다. 이것은 발사체 운동을 이해하기위한 좋은 출발점을 제공하지만 실제 시나리오에서는 공기 저항이 정확한 예측을 고려하는 것이 중요합니다.
예 :
수평으로 던진 공을 고려하십시오. 공기 저항이 없으면 공은 일정한 수평 속도를 유지하고 포물선 궤적을 따릅니다. 그러나 공기 저항으로 공의 수평 속도가 감소하여 아래쪽으로 곡선을 굽히고 발사 지점에 더 가깝습니다.
결론 :
공기 저항은 발사체의 수직 및 수평 속도 모두에 중대한 영향을 미칩니다. 그 효과를 이해하는 것은 실제 응용 프로그램에서 객체의 움직임을 정확하게 예측하는 데 중요합니다.
