问题 选择题

假设雨点下落过程中受到空气的阻力与雨点(可看成球形)的横截面积s成正比,与下落速度v 的平方成正比,即f=ksv2,其中k为比例常数.已知球的体积公式:V=

4
3
πr3(r为半径),每个雨点的密度相同,且最终都做匀速运动.如果两个雨滴的半径之比为1:4则这两个雨点的落地速度之比为(  )

A.1:1

B.1:2

C.1:4

D.1:8

答案

因为f=G=mg=ρVg=ksv2,还知道V=

4
3
πr3,s=πr2,整理可得ρg
4
3
πr3=kπr2v2

所以v2=

ρg
4
3
r
k

则这两个雨点的落地速度平方之比为

v12
v22
=
ρg
4
3
r1
ρg
4
3
r2
=
1
4

所以

v1
v2
=
1
2

故选B.

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