我国北方地区近年来遭遇严重的沙尘暴天气,现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景:v为竖直向上的风速,沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中(不动),这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度 v竖直向下运动时所受的阻力。此阻力可用下式表达
其中
为一系数,A为沙尘颗粒的截面积,
为空气密度。(球体体积
)
(1)若沙粒的密度
,沙尘颗粒为球形,半径为r,地球表面处空气密度
,试估算在地面附近上述v的最小值。
(2)假定空气密度
随高度h的变化关系为
其中
为h
处的空气密度,C为一常量,试估算当
、扬沙稳定时的最大高度。(不考虑g随高度的变化)