Luyện tập: Chuyển động của vật trong chất lưu

Mọi chất lưu đều tác dụng lực cản vào vật chuyển động, lực này tăng khi tốc độ của vật tăng và không đổi khi vật chuyển động đạt tốc độ giới hạn. Khi đó, các lực tác dụng vào vật cân bằng nhau và vật chuyển động thẳng đều.

Sự rơi của vật trong chất lưu có lực cản được chia làm ba giai đoạn:

- Nhanh dần đều từ lúc bắt đầu rơi trong một thời gian ngắn.

- Nhanh dần không đều trong một khoảng thời gian tiếp theo, lúc này lực cản xuất hiện và tăng dần.

- Chuyển động đều với tốc độ giới hạn không đổi, khi đó tổng lực tác dụng lên vật rơi bị triệt tiêu.

Lực cản của chất lưu phụ thuộc hình dạng vật.

Gió tác dụng vào buồm một lực có phương song song với mạn thuyền, cùng chiều với chiều chuyển động của thuyền.

Vận động viên xe đạp trong đường đua, để nhanh về đích thường có động tác gập người và đầu hơi cúi xuống là nhằm mục đích giảm lực cản của không khí tác dụng lên cơ thể (giảm diện tích).

"Một chiếc ca nô đang neo đậu tại bến" – ca nô chịu lực đẩy của nước.

"Bạn An đang tập bơi" – An chịu lực cản của nước.

"Một khúc gỗ đang trôi theo dòng nước chảy nhẹ" – khúc gỗ chịu tác dụng lực đẩy của nước.

"Một vật đang nằm lơ lửng cân bằng trong nước" – vật chịu tác dụng của lực đẩy Archimedes và trọng lực, hai lực cân bằng nhau.

Các tàu ngầm thường được thiết kế giống với hình dạng của cá heo để làm giảm thiểu lực cản. Đó chính là hình dạng khí động học.

Người ta thiết kế tên lửa có hình dạng đặc biệt (đầu tên lửa hơn thon dài) với mục đích để lực cản không khí là nhỏ nhất.

Vì lực cản của chất lưu phụ thuộc vào hình dạng của vật rơi trong chất lưu. Ở đây tờ giấy vo tròn có diện tích tiếp xúc với không khí ít hơn tờ giấy để phẳng nên lực cản của không khí lên tờ giấy vo tròn ít hơn lên tờ giấy để phẳng.

"Độ lớn của lực cản càng lớn khi diện tích mặt cản càng nhỏ"– Đúng

"Độ lớn của lực cản không phụ thuộc vào tốc độ của vật" – Sai

"Vật đi càng nhanh thì lực cản của không khí càng nhỏ" – Sai, vật đi càng nhanh thì chịu lực cản càng lớn.

"Tờ giấy để phẳng rơi chậm hơn hòn đá khi cùng được thả từ trạng thái nghỉ trong không khí" – Sai, trong không khí, tờ giấy để phẳng rơi chậm hơn hòn đá vì diện tích tiếp xúc với không khí của nó lớn hơn nên chịu lực cản của không khí lớn hơn.

Khi dù được bung ra thì sẽ có diện tích tiếp xúc lớn với không khí nhằm mục đích để tăng lực cản không khí để đảm bảo tính an toàn cho người nhảy dù.