DifiTsi.com

Calculați viteza maximă de cădere a unui parașutist

Te-ai întrebat vreodată de ce skydivers-ul ajunge la viteza maximă la un moment dat, chiar dacă gravitatea într-un vid cauzează un organism să continue să accelereze? Un obiect care se încadrează atinge o viteză constantă atunci când există forțe care contracarează gravitația, cum ar fi rezistența la aer. Gravitatea care acționează asupra unui corp este aproape constantă, dar forțele, cum ar fi rezistența aerului, cresc deoarece obiectul se mișcă mai repede. Dacă un obiect cade suficient de mult timp, acesta ajunge în cele din urmă o viteză la care gravitația este egală cu rezistența aerului și ridicați-le, astfel încât unul pe altul, astfel încât obiectul apoi cade la o viteză constantă până când este pe teren. Asta e viteza finală.

metodă

Metoda 1
Calculați rata de cădere maximă

Imaginea intitulată
1
Formula pentru viteza finală este v = √ ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). Introduceți următoarele valori în formula pentru a calcula v, viteza finală.
  • m = masa obiectului care se încadrează.
  • g = accelerația datorată gravitației. Pe Pământ, sunt aproximativ 9,8 metri pe secundă.
  • ρ = densitatea lichidului prin care cade obiectul.
  • A = suprafața proiectată a obiectului. Aceasta este zona obiectului când proiectați-o pe un plan perpendicular pe direcția de mișcare.
  • C = coeficientul de rezistență la aer. Această dimensiune depinde de forma obiectului. Cu cât obiectul este mai raționalizat, cu atât este mai mic acest coeficient. Poți aici căutați câțiva coeficienți de tracțiune aproximați.

Metoda 2
Determina gravitatea

Imaginea intitulată Calculate Speed ​​Terminal Step 2
1
Determinați masa obiectului care se încadrează. Trebuie măsurat în grame sau kilograme, adică în sistemul metric.
  • Atunci când folosim sistemul imperial (de exemplu, în SUA), există unele particularități de remarcat, care nu sunt discutate aici.
  • Imaginea intitulată Calculate Velcity Terminal Step 3
    2
    Cunoaște accelerația prin gravitate. În apropierea pământului, unde există rezistență la aer, accelerația este de 9,8 metri pe secundă.
  • Imaginea intitulată
    3
    Calculați cât de mult obiectul este tras în jos din cauza gravitației. Forța cu care obiectul cădere este tras în jos este egală cu masa obiectului în cazul accelerației datorate gravitației: F = MA. Această dimensiune este dublată în numărul de numerotare al formulei pentru viteza finală.
  • Din nou, folosind sistemul imperial (de exemplu, în SUA), există câteva particularități pe care trebuie să le menționăm, care nu sunt discutate aici.


    • Metoda 3
    Determinați rezistența la aer

    Imaginea intitulată Calculate Speed ​​Terminal Step 5
    1
    Avem nevoie de densitatea mediului. Când un obiect cade în atmosfera Pământului, densitatea se schimbă cu altitudinea și temperatura aerului. Aceasta face ca calcularea vitezei terminale a unui obiect care se încadrează să fie deosebit de dificilă, deoarece densitatea aerului se modifică odată ce obiectul pierde înălțime. Dar puteți citi în continuare despre apropierea etanșeității în cărți și în alte surse.
    • Ca un ghid dur: densitatea aerului la nivelul mării la 15 ° C este de 1.225 kg / m3.
  • Imaginea intitulată Calculate Velcity Terminal Step 6
    2
    Estimați coeficientul de rezistență al obiectului. Această dimensiune depinde de modul în care este raționalizat obiectul. Din păcate, calculul este foarte complicat și trebuie să faceți niște ipoteze științifice. Nu încercați să vă dați seama singur coeficientului de rezistență la aer fără ajutorul unui tunel aerodinamic și al unei matematici aerodinamice serioase. În schimb, căutați o aproximare bazată pe un obiect asemănător.
  • Imaginea intitulată Calculate Speed ​​Terminal Step 7
    3
    Calculați suprafața proiectată a obiectului. Ultima dimensiune care trebuie să știți este suprafața secțiunii transversale pe care obiectul o oferă mediului. Imaginați-vă silueta obiectului care se încadrează când o priviți de jos. Această formă, proiectată pe un plan, este zona proiectată. Din nou, acest lucru este greu de calculat atunci când aveți ceva diferit de obiecte geometrice simple.
  • Imaginea intitulată
    4
    Determinați rezistența care contracarează gravitatea. Dacă cunoașteți viteza obiectului, dar nu rezistența, puteți utiliza formula pentru a calcula rezistența. Este (C * ρ * A * (v2)) / 2.

    • Sfaturi

    • Viteza finală se va schimba de fapt ușor în timpul căderii libere. Gravitatea crește atunci când obiectul se apropie de centrul pământului, dar schimbarea este neglijabilă. Densitatea mediului crește deoarece obiectul coboară mai adânc în mediu. Acest efect este mult mai puternic. Un parașutist încetinește astfel în toamnă, deoarece atmosfera devine din ce în ce mai densă când cade.
    • Cu parașutul deschis, un parașutist ar fi lovit la sol cu ​​o viteză de 210 kilometri pe oră.
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit