搜搜做题作业网空气阻力公式推导
来源：学生作业帮 编辑：搜搜做题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/05/03 13:22:58
空气阻力公式推导
空气阻力的公式是经验公式,没有推导过程.
低速状态下,空气阻力与物体的表面积成正比,与速度成正比.
高速状态下,空气阻力与物体的迎风面积成正比,与速度的平方成正比.
可见,空气阻力并不是固定的公式,只是根据人们的经验得出的近似公式,没有严谨的推导,并不是理论上的公式,只是拿来工程使用的,不能用来理论研究.
再问： 我自己可以根据动量守恒定律推导出来。
再答： 没有那么简单。 你考虑了空气的摩擦力了吗？ 你考虑了物体通过空气以后，物体后面的“空气漩涡”，或者说“真空”的力了吗？ 这些才是构成空气阻力的主要成分。 仅仅是物体“撞”到空气分子的力，只占空气阻力中的极小部分。
再问： 那你把这些全考虑了然后给我一个公式
再问： 光说是经验算什么？我就是坐在家里天天计算的那种。
再答： 好吧，如果你要理论推导的话，我只能告诉你，在你物理学研究生毕业之前，是不可能完全考虑这些而推导出来的。 空气阻力涉及到了流体力学的湍流问题，这部分的公式，都是前人在几百年的统计和经验所估计出来的阻力公式，而无法从理论上进行推导。 顺便告诉你，如果你能从理论上推导出这个来，那么，一定地可以得到诺贝尔物理学奖，这是宏观低速物理学最后一个得到诺奖的机会。
再问： 哦，既然网上找不来答案，看来还得靠自己。
再答： 经验公式是这样的： F=C * A * V^2 C，是系数，不同的物体外形有不同的C，比如，球形有球形的C，方形有方形的C…… A，是物体的挡风面的面积。 V，是速度。 正是因为这个C，是无法推导的。
再问： 如果只算碰撞空气分子的话，公式是a=2pSv^2／m
再问： 而且我是用平板来算的
再问： 看看带数字进去后和你的那个经验公式差多少
再答： 那么，你可以再考虑以下两个问题： 1、按照你说，平板碰撞到空气分子，那么碰撞后的空气分子的运动状态，是与平板一同前进吗？ 如果是的话，那请考虑以下两种情况： 1.1、如果空气不”走开“，那么，平板会在它的前方积攒一层厚厚的”空气盾“？ 1.2、如果空气要”走开“，那么，空气就必然要沿着平板的表面流动，这种相对运动，会给平板一个摩擦力。当然，你可以认为这个摩擦力是垂直与前进方向的，所以不是阻力。但是，请考虑，摩擦是要消耗能量的，它会消耗掉平板前进的能量，所以，其实还是在阻碍平板前进！！！那么，这个阻力怎么计算？？？ 2、平板通过后，空气被拉出一段”真空“。那么，有两个问题： 2.1、平板前后的压强差，会造成阻力，这一点毋庸置疑。问题是，平板后的压强是多少？ 2.2、周围的空气会去填补这个”真空“，同样的造成空气流动，同样的会有摩擦，这个阻力怎么算？
再问： 你先列举几个比较容易想出来的力，然后我在把他们合起来
再答： 1、你算的碰撞阻力 2、压强差（压强可以根据理想气体方程计算），由于平板后有周围空气补充，所以不是完全真空，那么，就要计算空气补充的速度，来计算平板后的气量，来计算压强。（这个，我忘记该怎么算了，不好意思，有兴趣你可以去查一下大学的流体力学书） 3、把空气当成是理想气体的话，摩擦可以暂且不计。 这样加起来，基本上就是平板的阻力了。
再问： 请问，是否要计算空气分子之间的排斥力？
低速状态下,空气阻力与物体的表面积成正比,与速度成正比.
高速状态下,空气阻力与物体的迎风面积成正比,与速度的平方成正比.
可见,空气阻力并不是固定的公式,只是根据人们的经验得出的近似公式,没有严谨的推导,并不是理论上的公式,只是拿来工程使用的,不能用来理论研究.
再问： 我自己可以根据动量守恒定律推导出来。
再答： 没有那么简单。 你考虑了空气的摩擦力了吗？ 你考虑了物体通过空气以后，物体后面的“空气漩涡”，或者说“真空”的力了吗？ 这些才是构成空气阻力的主要成分。 仅仅是物体“撞”到空气分子的力，只占空气阻力中的极小部分。
再问： 那你把这些全考虑了然后给我一个公式
再问： 光说是经验算什么？我就是坐在家里天天计算的那种。
再答： 好吧，如果你要理论推导的话，我只能告诉你，在你物理学研究生毕业之前，是不可能完全考虑这些而推导出来的。 空气阻力涉及到了流体力学的湍流问题，这部分的公式，都是前人在几百年的统计和经验所估计出来的阻力公式，而无法从理论上进行推导。 顺便告诉你，如果你能从理论上推导出这个来，那么，一定地可以得到诺贝尔物理学奖，这是宏观低速物理学最后一个得到诺奖的机会。
再问： 哦，既然网上找不来答案，看来还得靠自己。
再答： 经验公式是这样的： F=C * A * V^2 C，是系数，不同的物体外形有不同的C，比如，球形有球形的C，方形有方形的C…… A，是物体的挡风面的面积。 V，是速度。 正是因为这个C，是无法推导的。
再问： 如果只算碰撞空气分子的话，公式是a=2pSv^2／m
再问： 而且我是用平板来算的
再问： 看看带数字进去后和你的那个经验公式差多少
再答： 那么，你可以再考虑以下两个问题： 1、按照你说，平板碰撞到空气分子，那么碰撞后的空气分子的运动状态，是与平板一同前进吗？ 如果是的话，那请考虑以下两种情况： 1.1、如果空气不”走开“，那么，平板会在它的前方积攒一层厚厚的”空气盾“？ 1.2、如果空气要”走开“，那么，空气就必然要沿着平板的表面流动，这种相对运动，会给平板一个摩擦力。当然，你可以认为这个摩擦力是垂直与前进方向的，所以不是阻力。但是，请考虑，摩擦是要消耗能量的，它会消耗掉平板前进的能量，所以，其实还是在阻碍平板前进！！！那么，这个阻力怎么计算？？？ 2、平板通过后，空气被拉出一段”真空“。那么，有两个问题： 2.1、平板前后的压强差，会造成阻力，这一点毋庸置疑。问题是，平板后的压强是多少？ 2.2、周围的空气会去填补这个”真空“，同样的造成空气流动，同样的会有摩擦，这个阻力怎么算？
再问： 你先列举几个比较容易想出来的力，然后我在把他们合起来
再答： 1、你算的碰撞阻力 2、压强差（压强可以根据理想气体方程计算），由于平板后有周围空气补充，所以不是完全真空，那么，就要计算空气补充的速度，来计算平板后的气量，来计算压强。（这个，我忘记该怎么算了，不好意思，有兴趣你可以去查一下大学的流体力学书） 3、把空气当成是理想气体的话，摩擦可以暂且不计。 这样加起来，基本上就是平板的阻力了。
再问： 请问，是否要计算空气分子之间的排斥力？