파편에 작용하는 세 가지 힘이 있습니다. 첫째, 아래로 당기는 중력(Fg) 지구와의 상호 작용으로 인해. 이 힘은 물체의 질량(m)과 중력장(g = 지구에서 킬로그램당 9.8뉴턴)에 따라 달라집니다.
다음으로 부력(F비). 물체가 물(또는 액체)에 잠길 때 주변 물에서 위쪽으로 밀어내는 힘이 있습니다. 이 힘의 크기는 변위된 물의 무게와 같으므로 물체의 부피에 비례합니다. 중력과 부력은 모두 물체의 크기에 따라 달라집니다.
마지막으로 항력(F디) 움직이는 물과 물체 사이의 상호 작용으로 인해. 이 힘은 물체의 크기와 물에 대한 상대 속도에 따라 달라집니다. 다음 방정식에 따라 스토크의 법칙을 사용하여 항력의 크기를 모델링할 수 있습니다(공기 항력과 혼동하지 말고 수중에서).
삽화: 레트 알랭
이 식에서 R은 구형 물체의 반지름, μ는 동적 점도, v는 물체에 대한 유체의 속도입니다. 물에서 동적 점도는 약 0.89 x 10-삼 킬로그램/미터/초.
이제 우리는 흐르는 물에서 바위의 움직임과 금 조각의 움직임을 모델링할 수 있습니다. 하지만 한 가지 작은 문제가 있습니다. 뉴턴의 두 번째 법칙에 따르면 물체에 가해지는 알짜 힘은 물체의 속도를 변경하지만 속도가 변경되면 힘도 변경됩니다.
이 문제를 처리하는 한 가지 방법은 각 개체의 동작을 작은 시간 간격으로 나누는 것입니다. 각 간격 동안 알짜 힘이 일정하다고 가정할 수 있습니다(거의 사실임). 일정한 힘으로 간격의 끝에서 물체의 속도와 위치를 찾을 수 있습니다. 그런 다음 다음 간격에 대해 동일한 프로세스를 반복하면 됩니다.
