普考申論題
110年
[氣象] 大氣測計學概要
第 四 題
測風氣球釋放沒多久，便會呈現接近等速運動上升。請說明此上升過程中，包含幾種作用力的平衡？（10 分）但實際上，上升運動並不完全等速，原因為何？（10 分）
📝 此題為申論題
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考生看到此題應立刻聯想「終端速度（Terminal Velocity）」的物理機制，先列出氣球在流體中受到的三大基礎作用力（浮力、重力、阻力），建立力學平衡方程式。接著，針對第二小問，從大氣環境變化（如垂直氣流、溫壓改變）、氣球本身物理特性變化（如體積膨脹、形狀改變）以及外部質量增加（如結冰、水滴附著）三個維度，條列式說明破壞力學平衡的變數。
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【破題】測風氣球（Pilot Balloon）釋放後的上升過程，在物理學上為流體力學中的「終端速度」問題。當氣球加速至一定速度後，其所受之淨力為零，從而達到等速運動；然而在實際大氣探測中，受大氣熱力與動力環境的動態變化影響，其上升速率並非絕對恆定。 【論述】 一、測風氣球等速上升之作用力平衡（10 分）
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