为什么跳伞后在空中飘

百科1个月前发布 admin
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跳伞后在空中“飘”主要有以下原因:

空气阻力的作用

  1. 阻力大小与速度相关
    • 跳伞者从高空跳下后,随着下落速度的增加,空气对其产生的阻力会逐渐增大,当阻力增大到与跳伞者自身重力相等时,跳伞者就会达到受力平衡状态。
    • 根据空气阻力公式(F_d=\frac{1}{2}C_d\rho v^2A)(F_d)是空气阻力,(C_d)是阻力系数,(\rho)是空气密度,(v)是物体运动速度,(A)是物体与空气接触的面积),可以看出,速度(v)越大,阻力(F_d)越大。
    • 跳伞者刚跳下时,重力大于阻力,速度迅速增加,随着速度不断上升,阻力不断增大,直到阻力与重力平衡,此时跳伞者就不再加速,而是以一个相对稳定的速度下落,这个速度被称为终端速度,人在正常姿势跳伞时终端速度大约在50 - 60米/秒左右。
  2. 阻力的方向与重力相反

    重力方向始终竖直向下,而空气阻力方向与跳伞者的运动方向相反,即竖直向上,当阻力与重力大小相等、方向相反时,跳伞者所受合力为零,根据牛顿第一定律,物体将保持匀速直线运动状态,看起来就像是在空中“飘”着。

姿态调整的影响

  1. 增大阻力面积
    • 跳伞者可以通过调整身体姿态来增大与空气的接触面积,从而增加空气阻力,张开双臂和双腿,呈“大”字形,这样一来,根据空气阻力公式,在其他条件不变的情况下,与空气接触面积(A)增大,空气阻力(F_d)就会增大。
    • 增大阻力后,跳伞者会更快地达到受力平衡状态,并且以更低的速度下落,给人一种在空中更平稳、更像是“飘”的感觉。
  2. 控制下落姿态
    • 保持稳定的下落姿态也有助于在空中呈现“飘”的效果,如果跳伞者身体姿态不稳定,可能会导致下落过程中左右摇晃或翻滚,这样会使空气对其作用力不均匀,增加下落的不稳定性,难以产生平稳“飘”的感觉。
    • 只有保持良好的姿态,如头部正直、身体舒展,才能让空气阻力均匀地作用在身体上,使整个下落过程更加平稳,仿佛在空中轻松地“飘”行。
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