Kaip apskaičiuoti terminalo greitį

Ar kada susimąstėte, kodėl parašiutininkai galiausiai pasiekia maksimalų greitį krisdami, nors vakuuminėje traukos jėgoje objektas nuolat įsibėgės? Krintantis daiktas pasieks pastovų greitį, kai bus sulaikymo jėga, pavyzdžiui, tempimas iš oro. Gravitacijos jėgos, esančios šalia masyvaus kūno, jėga dažniausiai yra pastovi, tačiau tokios jėgos kaip oro pasipriešinimas didėja, tuo greičiau krinta daiktas. Jei leidžiama laisvai kristi pakankamai ilgai, krentantis objektas pasieks greitį, kai pasipriešinimo jėga taps lygi gravitacijos jėgai, ir abu panaikins vienas kitą, dėl ko objektas kris tuo pačiu greičiu, kol jis trenkiasi į žemę. Tai vadinama galiniu greičiu.

Žingsniai

Metodas vienas iš 3: Sprendimas dėl terminalo greičio

1. vienas Naudokite galinę greičio formulę, v = ((2 * m * g) / (ρ * A * C)) kvadratinė šaknis. Įtraukite šias reikšmes į šią formulę, kad išspręstumėte v, galinį greitį.
   • m = krentančio daikto masė
   • g = pagreitis dėl sunkio jėgos. Žemėje tai yra maždaug 9,8 metro per sekundę.
   • ρ = skysčio, per kurį objektas krenta, tankis.
   • A = projektuojamas objekto plotas. Tai reiškia objekto plotą, jei jį suprojektavote plokštumoje, kuri buvo statmena objekto judėjimo krypčiai.
   • C = pasipriešinimo koeficientas. Šis skaičius priklauso nuo objekto formos. Kuo racionalesnė forma, tuo mažesnis koeficientas. Galite ieškoti apytikslių pasipriešinimo koeficientų.
   Skelbimas

Metodas 2 iš 3: Raskite traukos jėgą

1. vienas Raskite krintančio daikto masę. Tai turėtų būti matuojama gramais arba kilogramais metrinėje sistemoje.
   • Jei naudojate imperinę sistemą, atminkite, kad svarai iš tikrųjų yra ne masės, o jėgos vienetas. Imperijos sistemos masės vienetas yra svaro masė (lbm), kuri veikdama žemės paviršiaus gravitacine jėga patirtų 32 svarų jėgą (lbf). Pavyzdžiui, jei žmogus sveria 160 svarų žemėje, tas žmogus iš tikrųjų jaučia 160 svarų, tačiau jų masė yra 5 svarai.
2. 2 Žinokite pagreitį dėl Žemės sunkumo. Pakankamai arti žemės, kad susidurtų su oro pasipriešinimu, šis pagreitis yra 9,8 metrai per sekundę kvadrate arba 32 pėdos per sekundę kvadratu.
3. 3 Apskaičiuokite sunkio trauką žemyn. Jėga, kuria krentantis daiktas traukiamas žemyn, lygi objekto masės ir pagreičio dėl sunkio jėgos greičiui, arba F = MA. Šis skaičius, padaugintas iš dviejų, eina galinės greičio formulės viršuje.
   • Imperijos sistemoje tai yra objekto lbf, skaičius, paprastai vadinamas svoriu. Tai teisingiau masė, išreikšta svarais, 32 kartus per sekundę kvadratu. Metrinėje sistemoje jėga yra masė gramais, kartojama 9,8 metro per sekundę kvadratu.
   Skelbimas

Metodas 3 iš 3: Nustatykite vilkimo jėgą

1. vienas Gaukite terpės tankį. Objekto, krentančio per Žemės atmosferą, tankis keisis priklausomai nuo oro aukščio ir temperatūros. Dėl to ypač sunku apskaičiuoti krintančio objekto galinį greitį, nes oro tankis pasikeis, kai objektas praranda aukštį. Tačiau galite rasti apytikslį oro tankį vadovėliuose ir kitose nuorodose.
   • Apytiksliai nurodant, oro tankis jūros lygyje, kai temperatūra yra 15 ° C, yra 1,225 kg / m3.
2. 2 Įvertinkite objekto pasipriešinimo koeficientą. Šis skaičius pagrįstas objekto supaprastinimu. Deja, tai labai sudėtingas skaičius, kurį reikia apskaičiuoti, ir tam tikros mokslinės prielaidos. Nebandykite patys apskaičiuoti pasipriešinimo koeficiento be vėjo tunelio ir rimtos aerodinaminės matematikos. Vietoj to ieškokite apytikslės informacijos, pagrįstos panašios formos objektu.
3. 3 Apskaičiuokite projektuojamą objekto plotą. Paskutinis kintamasis, kurį jums reikia žinoti, yra pjūvio plotas, kurį objektas pateikia terpei. Įsivaizduokite krintančio objekto siluetą, kurį matote žiūrėdami tiesiai po juo. Ta forma, suprojektuota į plokštumą, yra projektuojamas plotas. Vėlgi, tai yra sunku apskaičiuoti bet ką, išskyrus paprastus geometrinius objektus.
4. 4 Išsiaiškinkite traukos jėgą, kuri priešinasi gravitacijos traukimui žemyn. Jei žinote objekto greitį, bet ne vilkimo jėgą, galite naudoti formulę, kad apskaičiuotumėte pasipriešinimo jėgą. Tai yra (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2. Skelbimas

Bendruomenės klausimai ir atsakymai

Paieška Pridėti naują klausimą

• Klausimas Jei lašas laisvai kris su galiniu greičiu, kas nutiks? Toliau jis kris tokiu greičiu, neįsibėgėdamas, kol ką nors pasieks.
• Klausimas, kas yra šuolis su baze? B.A.S.E yra pastatų, antenų, tarpatramių ir žemės santrumpa. Šokimas „BASE“ yra ekstremali sporto šaka, kurioje jūs šokinėjate nuo šių įvairių formų ir išstumiate nedidelį parašiutą.
• Klausimas Koks greitis yra terminalo greitis? Benas Halfordas Priklauso nuo oro svorio, formos ir tankio. Taigi, jūs turite būdą jį apskaičiuoti, nes tai nėra konstanta.
• Klausimas Kaip rasti galinį greitį tik su spinduliu ir mase? Jūs negalite. Jums reikia daugiau informacijos, kad išspręstumėte lygtį.
• Klausimas Ar galinis erdvės greitis yra lygus šviesos greičiui? Mattas Pattokas Norint pasiekti šviesos greitį, viskas, kas turi masę, reikalauja begalinės jėgos, todėl net vakuume neįmanoma pasiekti šviesos greičio. Tai išties sudėtinga, nes šviesa susideda iš fotonų, kurie yra be masės dalelės. Dėl šio dėsnio galinis greitis vakuume būtų 99,999 ...% šviesos greičio. Remiantis Einšteino ypatingojo reliatyvumo teorija, tai taip pat sukelia laiko kelionę į ateitį, nes artėjant šviesos greičiui laikas sulėtėja. Jei galėtumėte keliauti greičiau nei šviesa, galinio greičio visiškai nebūtų (jūs vis pagreitintumėte). Iš esmės, galinis greitis kosmose yra be galo mažas, šiek tiek lėtesnis už šviesą.
• Klausimas Koks yra 950 kg sveriančio automobilio, važiuojančio nuo 40 m / s iki 31 m / s, impulsų pokytis? Momentas (kgm / s) yra lygus masei (kg) ir greičiui (m / s). 950kg * 40m / s = 38000kgm / s 950kg * 31m / s = 29450kgm / s 29450kgm / s - 38000kgm / s = -8550kgm / s
• Klausimas, kokio atstumo reikia, kad laisvai krentanti 100 kg masė pasiektų T. V.? Pagal laisvo kritimo apibrėžimą nėra oro pasipriešinimo. Kadangi galinis greitis pasiekiamas, kai oro pasipriešinimo jėga = sunkio jėga, šis klausimas yra gudrus klausimas.
• Klausimas Kaip galiu nustatyti plūduriuojančio objekto, kaip mažo laivo, greitį? Terminalo greitis reiškia pusiausvyros greitį, kai objektas patenka per terpę. Valtis neturi greičio, susijusio su svarbiausia terpe - vandeniu. Jei valtis skęstų, ji galėtų gauti galinį greitį, tokiu atveju taikoma pirmiau pateikta diskusija.
• Klausimas Kaip apskaičiuoti parašiutininko kritimo greitį pasiekus galinį greitį, naudojant laiką pasiekus terminalo greitį ir atstumą, nukritusį pasiekus galinį greitį? Jei parašiutininkas pasiekė televizorių, tai jis nebespartėja žemyn. Jei žinote laiko, kurį jis nukrito nuo televizoriaus pasiekimo, ir sumažėjusį atstumą, tada jo T. V. = dist / laikas. Taip yra dėl to, kad pagreičio komponentas yra lygus nuliui (dėl buvimo galiniu greičiu).
• Klausimas Jei objektas krenta galiniu greičiu ir objektui taikoma išorinė jėga ta pačia kryptimi, kaip ir kritimo kryptis, ar būtų pasiektas naujas galinis greitis? Jūs pridėtumėte masę ir galbūt pakeistumėte pasipriešinimą. Turėtumėte perskaičiuoti kito „objekto“ apskaitą. Gali būti, kad antrinį objektą paveikė mažesnis oro tankis dėl pirmojo objekto pažadinimo. Taip pat gali būti, kad pasipriešinimas labai pasikeičia, nes oro srautas tarp dviejų objektų yra labai komplikuotas. Žiūrėkite aerodinamiką, pvz., F1, atsižvelgdami į sūkurius. Be abejo, tam tikras energijos perdavimas bus paveiktas, tačiau jis vis tiek grįš į savo televizorių, turėdamas pakankamai laiko ore.

Rodyti daugiau atsakymų Neatsakyti klausimai

• Ar galime apskaičiuoti galinį greitį, kai pateikiama ilgio, masės, varžos ir srauto tankio vertė? Atsakymas
• Ką daryti, jei aš turiu tik laiką, masę ir atstumą, neturiu tankio per vandenį ar plotą ar jėgos jėgos? Atsakymas
• Skaičiau, kad cemento ir plieno „bombos“, kurias kariškiai naudoja mokydamiesi, sukelia jų garsinį bumą. Ar krintantis daiktas gali sugriauti garso barjerą? Atsakymas
• Kaip apskaičiuoti dangaus naro jėgą, kai jo greitis yra 5,5 m / s? Atsakymas
• Ar yra skirtingi galiniai greičiai? Atsakymas

Rodyti daugiau neatsakytų klausimų Užduokite klausimą Liko 200 simbolių. Įtraukite savo el. Pašto adresą, kad gautumėte pranešimą, kai bus atsakyta į šį klausimą. Pateikti
Skelbimas

Vaizdo įrašas . Naudojant šią paslaugą, tam tikra informacija gali būti bendrinama su „YouTube“.

Patarimai

• Terminalo greitis laisvo kritimo metu iš tikrųjų šiek tiek pasikeis. Gravitacija šiek tiek pakyla, kai objektas priartėja prie žemės centro, tačiau jo kiekis yra nereikšmingas. Terpės tankis padidės, kai objektas pateks gilyn į terpę. Tai yra daug labiau pastebimas poveikis. Parašiutininkas iš tikrųjų sulėtės, kai vyksta kritimas, nes atmosfera tampa vis storesnė, kai krinta aukštis.
• Be atviro parašiuto parašiutas smogė žemei maždaug 130 mylių per valandą (210 km / h) greičiu.

Skelbimas