Cum se calculează viteza terminalului

V-ați întrebat vreodată de ce parasutisti ajunge la o viteză maximă de a merge în cădere liberă atunci când știm că forța gravitațională determină un obiect care se încadrează accelera în mod continuu? Un obiect care se încadrează va ajunge la o viteză constantă atunci când există o forță de limitare, astfel cum cauzate de rezistența aerului. Forța aplicată prin gravitație este constantă, ci forțe ca rezistența aerului crește între obiectul se deplasează mai repede. Dacă vi se permite să scadă suficient de mult timp, un obiect în cădere liberă ajunge la o viteză în cazul în care forța de rezistență devine egală cu forța de gravitație, iar cei doi vor fi anulate, determinând obiectul să cadă la aceeași viteză până când ajunge la sol Aceasta se numește viteză terminală.

pași

Metoda 1
Calculați viteza terminalelor

Imaginea intitulată
1
Utilizați formula pentru viteza terminală, v = rădăcina pătrată a ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). Înlocuiți cu următoarele valori în formula pentru a rezolva v, viteza terminală.
  • m = masa obiectului care se încadrează.
  • g = accelerația cauzată de gravitate. Pe Pamant, aceasta este de aproximativ 9,8 metri pe secunda pătrat.
  • ρ = densitatea fluidului prin care cade obiectul.
  • A = zona proiectată a obiectului. Aceasta este aria obiectului dacă proiectați-o într-un plan perpendicular pe direcția în care obiectul se deplasează.
  • C = coeficientul de rezistență. Acest număr depinde de forma obiectului. Cu cât forma aerodinamică este mai mare, cu atât coeficientul este mai mic. Puteți căuta pe Internet pentru câțiva coeficienți aproximați. Pentru mai multe informații, verificați această legătură.

Metoda 2
Găsiți forța gravitațională

Imaginea intitulată Calculate Speed ​​Terminal Step 2
1
Găsiți masa obiectului care se încadrează. Aceasta trebuie măsurată în grame sau kilograme, în sistemul metric.
  • Dacă utilizați sistemul imperial, amintiți-vă că lira nu este într-adevăr o unitate de masa, ci de putere. Unitatea de Masa sistemului imperial ar lire-masă (LBM), care suferă o forță de 32 de livre-forță (lbf) pe Pământ. De exemplu, în cazul în care persoana are o greutate de 160 de lire sterline pe Pământ, este de fapt 160 sentiment Ibf, dar masa sa este 5lbm.
  • Imaginea intitulată Calculate Velcity Terminal Step 3
    2
    Cunoaște accelerarea cauzată de gravitatea Pământului. Accelerația cauzată de gravitate este de 9,8 metri pe secundă pătrat sau 32 picioare pe secundă pătrat.
  • Imaginea intitulată Calculate Speed ​​Terminal Step 4
    3
    Calculați forța cauzată de gravitate. Forța care atrage obiectul în jos este egală cu masa sa datorată accelerației sau F = MA. Acest număr, înmulțit cu două, este plasat în partea superioară a formulei vitezei terminale.
  • În sistemul imperial, veți căuta lbf-ul obiectului, sau ceea ce am numi greutate. Este mai degrabă masa în lbm cu 32 picioare pe secundă pătrat. În sistemul metric, forța este masa în grame la 9,8 metri pe secundă pătrat.


  • Metoda 3
    Determinați forța de tracțiune

    Imaginea intitulată Calculate Speed ​​Terminal Step 5
    1
    Calculați densitatea mediului. Pentru un obiect care se încadrează prin atmosfera Pământului, schimbarea densității în funcție de temperatura altitudinii și a aerului. Acest lucru devine dificilă sarcina de a calcula viteza finală pentru un obiect care este în scădere, deoarece densitatea aerului schimbarea altitudinii ca obiect pierdut. Cu toate acestea, puteți găsi densităților de aer aproximative în manuale și alte referințe.
    • Ca ghid rapid, densitatea aerului la nivelul mării atunci când temperatura este de 15 ° C este de 1225 kg / m3.
  • Imaginea intitulată Calculate Velcity Terminal Step 6
    2
    Estimați coeficientul de rezistență al obiectului. Acest număr se bazează pe modul în care este aerodinamic obiectul. Din păcate, este un număr foarte dificil de calculat și implică unele ipoteze științifice. Nu încercați să calculați singur coeficientul de rezistență fără ajutorul unui tunel vânt și al altor calcule matematice grave. Căutați mai bine o abordare bazată pe un obiect într-un mod similar.
  • Imaginea intitulată Calculate Speed ​​Terminal Step 7
    3
    Calculați suprafața proiectată a obiectului. Ultima variabilă de care veți avea nevoie va fi zona secțiunii transversale care reprezintă obiectul. Imaginați-vă silueta obiectului văzut de jos. Această cifră, proiectată pe un avion, va fi zona proiectată. Din nou, aceasta este o valoare complicată pentru a calcula atunci când aveți doar obiecte geometrice simple.
  • Imaginea intitulată
    4
    Calculați forța de tracțiune care se opune forței de gravitație. Dacă cunoașteți viteza obiectului, dar nu forța de tracțiune, puteți utiliza formula pentru a calcula forța de tracțiune. Formula este (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.
  • sfaturi

    • Viteza terminalului se va schimba un pic în timpul căderii libere. Gravitatea va crește puțin, pe măsură ce obiectul se apropie de centrul Pământului, dar suma este neglijabilă. Densitatea mediului va crește odată cu scăderea obiectului. Acesta este un efect mult mai vizibil. Un parașutist va începe să piardă viteza în timp ce cade, deoarece atmosfera devine mai densă pe măsură ce se pierde altitudinea.
    • Fără parașută, un parașutist ar fi lovit la sol cu ​​o viteză de 210 km / h (130 mph).
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit
    Cum se calculează lucrareaCum se calculează lucrarea
    Cum se calculează jouleleCum se calculează joulele
    Cum se calculează accelerația medieCum se calculează accelerația medie
    Cum se calculează accelerațiaCum se calculează accelerația
    Cum se calculează distanța parcursă a unui obiect folosind kinematică vectorialăCum se calculează distanța parcursă a unui obiect folosind kinematică vectorială
    Cum se calculează energia cineticăCum se calculează energia cinetică
    Cum se calculează flotabilitateaCum se calculează flotabilitatea
    Cum se calculează forțaCum se calculează forța
    Cum se calculează forța gravitațieiCum se calculează forța gravitației
    Cum se calculează stresul în fizicăCum se calculează stresul în fizică
    » » Cum se calculează viteza terminalului

    © 2011—2020 ertare.com