[고전역학] 유체의 종단속도 (공기마찰저항계수) & 총알속도 문제 풀이

오랜만에 고전역학 포스팅하네요! 어쨌든 오늘할 것은 유체의 종단속도에 대한 내용입니다. 

우리가 스카이다이빙을 한다고 생각합시다. 저는 해본적은 없지만 아래로 낙하를 할 때, 우리는 '맞바람'같은 것을 느낄겁니다. 이게 우리가 낙하하면서 공기와 마찰이 일어나면서 느끼는 현상인데요. 이를 유체에 의한 마찰계수 'k'를 이용하여 표현할 수 있습니다. 

 

▶ 유체의 종단속도

- 일단 마찰력을 고려했을 때의 힘 F는 중력의 힘을 받고 떨어지는 mg의 값과 이것과 반대방향으로 작용하는 힘(마찰력)인 f의 합일 것입니다.  근데 우리가 지표면에서의 마찰은 정지마찰계수 / 운동마찰계수라고 따로 존재하잖아요?

근데 공기 중에서의 마찰은 다른 마찰계수를 씁니다. 그게 아까 위에서 적은 k가 됩니다.  그러면 이제 이 마찰계수를 통해 공기 중에서의 마찰력은 어떤 값을 가지는지 봅시다.

저기서 v의 n승이 뭔가 궁금하실겁니다. 저항속도는 물체의 운동에 따라 비례합니다. 대략적으로 

n=1인 경우는 24m/s의 속도를 가질 경우 / n=2인 경우는 음속(330m/s)에 근접한 상태에서 선택합니다.