【演習問題】 空気抵抗と落下運動

羽白 いむ

東京大学医学部医学科卒 現役医師
東大指導専門塾鉄緑会 物理・数学科元講師
物理基礎のトリセツ著者
数学のトリセツ共著者

問題

重力場を鉛直下向きに落下する質量 $m$ の物体の運動を考える。この物体は速度が $v$ のとき,速度と反対向きに $kv$ の空気抵抗を受けるものとする。重力加速度の大きさを $g$ として以下の問いに答えよ。

物理334

物体の速度が $v$ であるとき,加速度 $a$ を求めよ。ただし,速度,加速度はいずれも鉛直下向きを正の向きとする。

十分な時間が経過すると,物体の速度は一定となる。この速度(終端速度)を求めよ。

解答

$g-\bun{kv}{m}$

$\bun{mg}{k}$

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