Kas olete mõelnud, miks langevarjurid jõuavad kukkudes lõpuks maksimaalse kiiruseni, ehkki raskusjõud vaakumis paneb objekti pidevalt kiirendama? Kukkuv ese saavutab püsiva kiiruse, kui on olemas pidurdusjõud, näiteks õhust tõmbamine. Massiivse keha lähedal gravitatsiooni mõjul mõjuv jõud on enamasti püsiv, kuid õhutakistusega sarnased jõud suurenevad seda kiiremini, mida langev objekt läheb. Kui lubatakse piisavalt kaua vabalangemist, saavutab langev objekt kiiruse, kus lohistamise jõud muutub gravitatsioonijõuks võrdseks, ja need kaks tühistavad üksteise, põhjustades objekti kukkumise samal kiirusel, kuni see langeb põrutab vastu maad. Seda nimetatakse terminalikiiruseks.
Sammud
Meetod üks 3-st: Terminali kiiruse lahendamine
- üks Kasutage terminali kiiruse valemit, v = ruutjuur ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). Ühendage selle valemiga järgmised väärtused, et lahendada v, terminali kiirus.
- m = langeva eseme mass
- g = gravitatsioonist tingitud kiirendus. Maal on see umbes 9,8 meetrit sekundis.
- ρ = vedeliku tihedus, millest objekt läbi kukub.
- A = objekti projitseeritud ala. See tähendab objekti pinda, kui projitseerite selle tasapinnale, mis oli risti objekti liikumissuunaga.
- C = takistuskoefitsient. See arv sõltub objekti kujust. Mida sujuvam kuju, seda väiksem on koefitsient. Võite otsida ligikaudseid lohistustegureid.
Meetod 2 3-st: Leidke gravitatsioonijõud
- üks Leidke langeva eseme mass. Seda tuleks mõõta grammides või kilogrammides meetermõõdustikus.
- Kui kasutate imperiaalset süsteemi, pidage meeles, et nael ei ole tegelikult massiühik, vaid jõuühik. Imperiaalse süsteemi massiühikuks on naela mass (lbm), mis maa pinnal oleva gravitatsioonijõu mõjul kogeks 32 naela jõu (lbf) jõudu. Näiteks kui inimene kaalub maa peal 160 naela, tunneb see inimene tegelikult 160 naela, kuid tema mass on 5 naela.
- 2 Teadke kiirendust tänu Maa raskusjõule. Maapinnale piisavalt lähedal, et õhutakistust kogeda, on see kiirendus 9,8 meetrit sekundis ruudus või 32 jalga sekundis ruut.
- 3 Arvutage raskusjõu allapoole tõmbamine. Jõud, millega langevat objekti alla tõmmatakse, võrdub objekti massi ja gravitatsioonist tingitud kiirenduse või F = MA. See kahega korrutatud arv läheb terminali kiiruse valemi ülaossa.
- Imperiaalses süsteemis on see objekti lbf, arv, mida tavaliselt nimetatakse kaaluks. See on õigem mass naelades korda 32 jalga sekundis ruudus. Meetrilises süsteemis on jõud grammides, korrutatuna ruutudeks 9,8 meetrit sekundis.
Meetod 3 3-st: Määrake lohistusjõud
- üks Hangi söötme tihedus. Maa atmosfääri läbiva objekti puhul muutub tihedus õhu kõrguse ja temperatuuri põhjal. See muudab langeva objekti terminalikiiruse arvutamise eriti keeruliseks, kuna õhu tihedus muutub, kui objekt kaotab kõrguse. Ligikaudse õhutiheduse saate otsida siiski õpikutest ja muudest viidetest.
- Ligikaudse juhendina on õhu tihedus merepinnal, kui temperatuur on 15 ° C, 1,225 kg / m3.
- 2 Hinnake objekti lohistustegurit. See arv põhineb objekti sujuvusel. Kahjuks on selle arvutamine väga keeruline arv ja see hõlmab teatud teaduslike eelduste tegemist. Ärge proovige ise tuulekoefitsienti arvutada ilma tuuletunneli ja mõne tõsise aerodünaamilise matemaatika abita. Selle asemel otsige ligilähedus sarnase kujuga objekti põhjal.
- 3 Arvutage objekti projitseeritud pindala. Viimane muutuja, mida peate teadma, on sektsiooni ala, mida objekt meediumile esitab. Kujutage ette kukkuva eseme siluetti, mis näeb seda otse selle alt üles vaadates. See tasapinnale projitseeritud kuju on projitseeritud ala. See on jällegi keeruline väärtus, mida saab arvutada muu kui lihtsate geomeetriliste objektidega.
- 4 Mõelge välja raskusjõu allapoole tõmbamisele vastanduv tõmbejõud. Kui teate objekti kiirust, kuid lohistamisjõudu ei tea, saate lohistamisjõu arvutamiseks kasutada valemit. See on (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2. Reklaam
Kogukonna küsimused ja vastused
Otsing Lisage uus küsimus- Küsimus Kui tilk langeb terminalikiirusega vabalt, siis mis juhtub? See kukub sellel kiirusel edasi kiirendamata, kuni midagi tabab.
- Küsimus Mis on baashüpe? B.A.S.E on lühend hoonetest, antennidest, laiustest ja Maast. BASE-hüpped on ekstreemne spordiala, kus te hüppate neist erinevatest vormidest maha ja panete väikese langevarju.
- Küsimus Mis kiirus on terminali kiirus? Ben Halford Sõltub õhu kaalust, kujust ja tihedusest. Seega on teil võimalus seda arvutada, kuna see pole konstant.
- Küsimus Kuidas leida terminali kiirus ainult raadiuse ja massiga? Sa ei saa. Võrrandi lahendamiseks vajate rohkem teavet.
- Küsimus Kas ruumi kiirus ruumis on võrdne valguse kiirusega? Matt Pattok Kõik, millel on mass, nõuab valguse kiiruse saavutamiseks lõpmatut jõudu, nii et isegi vaakumis on valguse kiirust võimatu saavutada. See on tõesti keeruline, kuna valgus koosneb footonitest, mis on massita osakesed. Selle seaduse tõttu oleks terminali kiirus vaakumis 99,999 ...% valguse kiirusest. Einsteini erirelatiivsusteooria järgi põhjustab see ka ajas rändamist tulevikku, sest valguse kiirusele lähenemine aeglustab aega. Kui saaksite liikuda kiiremini kui valgus, oleks terminalikiirus täiesti olematu (kiirendaksite pidevalt). Põhimõtteliselt on terminali kiirus ruumis lihtsalt lõpmatult väike, aeglasem kui valgus.
- Küsimus Milline on 950 kg kaaluva auto liikumiskiiruse muutus 40 m / s-lt 31 m / s-le? Hoog (kgm / s) on võrdne massi (kg) ja kiiruse (m / s) korrutisega. 950kg * 40m / s = 38000kgm / s 950kg * 31m / s = 29450kgm / s 29450kgm / s - 38000kgm / s = -8550kgm / s
- Küsimus Kui suur on vabalt langeva 100 kg massi jõudmine T.V.-ni? Vabalangemise definitsiooni järgi puudub õhutakistus. Kuna terminalikiirus saavutatakse siis, kui õhutakistuse jõud = raskusjõud, on see küsimus trikk.
- Küsimus Kuidas saab määrata ujuva objekti terminalikiirust nagu väikest paati? Terminaalne kiirus viitab tasakaalu kiirusele, kui objekt langeb läbi keskkonna. Paadil pole kiirust kõige asjakohasema keskkonna, vee suhtes. Kui paat vajus, võib see saada terminalikiiruse, mille puhul kehtib ülaltoodud arutelu.
- Küsimus Kuidas arvutada langevarjuhi langemise kiirus pärast terminalikiiruse saavutamist, kasutades aega pärast terminalikiiruse saavutamist ja langenud vahemaa pärast terminalikiiruse saavutamist? Kui langevarjuhüppaja on jõudnud telerisse, siis ta ei kiirene enam allapoole. Kui teate aega, mil ta telerisse jõudmisest on langenud, ja langenud vahemaad, siis tema T. V. = dist / aeg. See on tingitud asjaolust, et kiirenduskomponent on null (kuna see on terminalikiirusel).
- Küsimus Kui objekt kukub terminalikiirusel ja objektile rakendatakse kukkumissuunaga samas suunas olevat välist jõudu, kas saavutatakse uus terminalikiirus? Lisate massi ja võib-olla muudate lohistamist. Peaksite arvestama ümber mõne muu objekti. Võimalik, et teise objekti mõjutas madalam õhutihedus esimese objekti ärkamise tõttu. Samuti on võimalik, et lohistamine muutub drastiliselt, kuna õhuvool kahe objekti vahel on väga keeruline. Vaadake aerodünaamikat nagu F1, mis peab pöörete arvestamisel arvestama. Mõju korral toimub kindlasti energiaülekanne, kuid see naaseb ikkagi teleri juurde, kui õhus on piisavalt aega.
- Kas saame pikkuse, massi, takistuse ja voo tiheduse väärtuse arvutamisel arvutada terminalikiiruse? Vastus
- Mis siis, kui mul on ainult aeg, mass ja vahemaa, puudub tihedus läbi vee või piirkonna või lohisev jõud? Vastus
- Olen lugenud, et tsement- ja teraspommid, mida sõjavägi väljaõppe ajal kasutab, põhjustavad nende laskumises kõlavõimet. Kas kukkuv ese võib murda helibarjääri? Vastus
- Kuidas arvutada taevasukeldujale avalduv jõud, kui tema kiirus on 5,5 m / s? Vastus
- Kas terminali kiirused on erinevad? Vastus
Reklaam
Video . Selle teenuse kasutamisel võidakse osa teavet YouTube'iga jagada.
Näpunäited
- Klemmi kiirus muutub vabalangemise ajal tegelikult veidi. Gravitatsioon tõuseb veidi ülespoole, kui objekt jõuab maakeskmele lähemale, kuid selle kogus on tühine. Sööde tihedus tõuseb, kui objekt satub keskkonda sügavamale. See on palju märgatavam mõju. Langevarjuhüppur aeglustub kukkumise edenedes tegelikult seetõttu, et atmosfäär muutub kõrguse langedes järjest paksemaks.
- Ilma langevarjuta lööks langevarjur maad umbes 210 miili tunnis (210 km / h).
Reklaam
