Terminal Hız Nasıl Hesaplanır

Boşluktaki yerçekimi kuvveti bir nesnenin sürekli olarak hızlanmasına neden olsa bile, paraşütçülerin düşerken neden maksimum hıza ulaştığını hiç merak ettiniz mi? Düşen bir nesne, havadan sürüklenme gibi bir kısıtlama kuvveti olduğunda sabit bir hıza ulaşacaktır. Yerçekiminin büyük bir cismin yakınında uyguladığı kuvvet çoğunlukla sabittir, ancak hava direnci gibi kuvvetler düşen nesne ne kadar hızlı giderse artar. Yeterince uzun süre serbest düşüşe izin verilirse, düşen bir nesne, sürükleme kuvvetinin yerçekimi kuvvetine eşit olacağı bir hıza ulaşacak ve ikisi birbirini iptal ederek nesnenin aynı hızda düşmesine neden olacaktır. yere çarptı. Buna terminal hız denir.

Adımlar

Yöntem bir arasında 3: Terminal Hızını Çözme

1. bir Son hız formülünü kullanın, v = ((2 * m * g) / (ρ * A * C)) 'nin karekökü. V, terminal hızını bulmak için aşağıdaki değerleri bu formüle koyun.
   • m = düşen nesnenin kütlesi
   • g = yerçekimine bağlı ivme. Dünya'da bu yaklaşık saniyede 9,8 metredir.
   • ρ = nesnenin içinden düştüğü sıvının yoğunluğu.
   • A = nesnenin öngörülen alanı. Bu, nesneyi hareket ettiği yöne dik bir düzleme yansıttıysanız nesnenin alanı anlamına gelir.
   • C = sürükleme katsayısı. Bu sayı, nesnenin şekline bağlıdır. Şekil ne kadar aerodinamikse, katsayı o kadar düşüktür. Bazı yaklaşık sürükleme katsayılarına bakabilirsiniz.
   İlan

Yöntem 2 arasında 3: Yerçekimi Kuvvetini Bulun

1. bir Düşen nesnenin kütlesini bulun. Bu, metrik sistemde gram veya kilogram cinsinden ölçülmelidir.
   • Emperyal sistemi kullanıyorsanız, poundun aslında bir kütle birimi değil, kuvvet olduğunu unutmayın. İmparatorluk sistemindeki kütle birimi, dünya yüzeyindeki yerçekimi kuvveti altında 32 pound-kuvvet (lbf) 'lik bir kuvvetle karşılaşacak olan pound-kütledir (lbm). Örneğin, bir kişi yeryüzünde 160 pound ağırlığındaysa, o kişi aslında 160 lbf hissediyordur, ancak kütlesi 5 lbm'dir.
2. 2 Dünyanın yerçekimine bağlı ivmeyi bilin. Yeryüzüne hava direnciyle karşılaşacak kadar yakın olan bu ivme saniyede 9,8 metre kare veya saniyede 32 fittir.
3. 3 Yerçekiminin aşağı doğru çekişini hesaplayın. Düşen nesnenin aşağı çekildiği kuvvet, nesnenin kütle çarpı yerçekimine bağlı ivme veya F = MA'ya eşittir. İki ile çarpılan bu sayı, uç hız formülünün en üstünde yer alır.
   • Emperyal sistemde bu, nesnenin lbf'si, genellikle ağırlık olarak adlandırılan sayıdır. Daha doğrusu, kütlenin lbm çarpı saniyede 32 fit karedir. Metrik sistemde kuvvet, kütlenin gram cinsinden çarpı saniyede 9,8 metrenin karesidir.
   İlan

Yöntem 3 arasında 3: Çekiş Kuvvetini Belirleyin

1. bir Ortamın yoğunluğunu alın. Dünya atmosferine düşen bir nesnenin yoğunluğu, havanın yüksekliğine ve sıcaklığına bağlı olarak değişecektir. Bu, düşen bir nesnenin uç hızının hesaplanmasını özellikle zorlaştırır, çünkü nesne irtifa kaybettikçe havanın yoğunluğu değişecektir. Bununla birlikte, ders kitaplarında ve diğer referanslarda yaklaşık hava yoğunluklarına bakabilirsiniz.
   • Kaba bir kılavuz olarak, sıcaklık 15 ° C iken deniz seviyesinde havanın yoğunluğu 1.225 kg / m3'tür.
2. 2 Nesnenin sürükleme katsayısını tahmin edin. Bu sayı, nesnenin ne kadar aerodinamik olduğuna bağlıdır. Ne yazık ki, hesaplanması çok karmaşık bir sayıdır ve belirli bilimsel varsayımlar yapmayı içerir. Rüzgar tüneli ve ciddi bir aerodinamik matematik yardımı olmadan sürükleme katsayısını kendiniz hesaplamaya çalışmayın. Bunun yerine, benzer şekilli bir nesneye dayalı bir yaklaşıma bakın.
3. 3 Nesnenin öngörülen alanını hesaplayın. Bilmeniz gereken son değişken, nesne tarafından ortama sunulan kesit alanıdır. Aşağıdan yukarı bakarken düşen nesnenin siluetini hayal edin. Bir düzleme yansıtılan bu şekil, yansıtılan alandır. Yine, bu basit geometrik nesneler dışında herhangi bir şeyle hesaplanması zor bir değerdir.
4. 4 Yerçekiminin aşağı doğru çekilmesine karşı olan sürükleme kuvvetini belirleyin. Nesnenin hızını biliyor ancak sürükleme kuvvetini bilmiyorsanız, sürükleme kuvvetini hesaplamak için formülü kullanabilirsiniz. Bu (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2'dir. İlan

Topluluk Soru-Cevap

Arama Yeni Soru Ekle

• Soru Düşme, uç hızda serbestçe düşüyorsa, o zaman ne olacak? Bir şeye çarpana kadar hızlanmadan bu hızda düşmeye devam edecektir.
• Soru Temel atlama nedir? B.A.S.E, Yapılar, Antenler, Açıklıklar ve Dünya'nın kısaltmasıdır. BASE jump, bu çeşitli biçimlerden atladığınız ve küçük bir paraşüt yerleştirdiğiniz ekstrem bir spordur.
• Soru Terminal hız nedir? Ben Halford Havanın ağırlığına, şekline ve yoğunluğuna bağlıdır. Dolayısıyla, sabit olmadığı için onu hesaplamanın bir yolu var.
• Soru Yalnızca yarıçap ve kütle ile uç hızı nasıl bulurum? Yapamazsın. Denklemi çözmek için daha fazla bilgiye ihtiyacınız var.
• Soru Uzaydaki son hız ışık hızına eşit mi? Matt Pattok Kütlesi olan herhangi bir şey ışık hızına ulaşmak için sonsuz kuvvet gerektirir, bu nedenle bir boşlukta bile ışık hızına ulaşmak imkansızdır. Işık, kütlesiz parçacıklar olan fotonlardan oluştuğu için bu gerçekten karmaşıktır. Bu yasa nedeniyle, bir boşluktaki son hız, ışık hızının% 99,999'u olacaktır. Einstein'ın Özel Görelilik Teorisine göre, bu aynı zamanda geleceğe doğru zamanda yolculuğa da neden oluyor çünkü ışık hızına yaklaşmak zamanı yavaşlatıyor. Hafiften daha hızlı seyahat edebilseydiniz, terminal hız tamamen olmayacaktı (hızlanmaya devam edersiniz). Temel olarak, uzaydaki uç hız, ışıktan son derece küçük bir miktar daha yavaştır.
• Soru 40 m / s'den 31 m / s'ye giden 950 kg'lık bir arabanın momentumundaki değişim nedir? Momentum (kgm / s), kütle (kg) çarpı hız (m / s) değerine eşittir. 950kg * 40m / s = 38000kgm / s 950kg * 31m / s = 29450kgm / s 29450kgm / s - 38000kgm / s = -8550kgm / s
• Soru Serbest düşen 100 kg'lık bir kütlenin T.V.'ye ulaşması için gereken mesafe nedir? Serbest düşüş tanımına göre hava direnci yoktur. Son hıza, hava direnci kuvveti = yerçekimi kuvveti olduğunda ulaşıldığından, bu soru hileli bir sorudur.
• Soru Yüzen nesnenin uç hızını küçük bir tekne gibi nasıl belirleyebilirim? Son hız, bir nesne bir ortamdan düşerken denge hızını ifade eder. Teknenin en ilgili ortam olan suya göre hızı yoktur. Tekne batıyorsa, bir terminal hızı elde edebilir, bu durumda yukarıdaki tartışma geçerlidir.
• Soru Bir paraşütçünün, terminal hıza ulaştıktan sonra son hıza ulaştıktan sonra düştüğü hızı ve terminal hıza ulaştıktan sonra düşen mesafeyi kullanarak nasıl hesaplayabilirim? Bir paraşütçü TV'ye ulaştıysa, artık aşağı doğru hızlanmıyor demektir. TV'ye ulaştıktan sonra düştüğü zamanı ve azaldığı mesafeyi biliyorsanız, o zaman T.V. = uzaklık / zaman. Bunun nedeni ivme bileşeninin sıfır olmasıdır (terminal hızda olması nedeniyle).
• Soru Bir nesne uç hızda düşüyorsa ve nesneye düşme yönüyle aynı yönde bir dış kuvvet uygulanıyorsa, yeni bir uç hız elde edilir mi? Kütle ekliyor ve muhtemelen sürüklemeyi değiştiriyor olacaksınız. Farklı bir 'nesne' için muhasebeyi yeniden hesaplamanız gerekir. İkincil nesnenin, birinci nesnenin uyanmasından dolayı daha düşük bir hava yoğunluğundan etkilenmiş olması mümkündür. İki nesne arasındaki hava akışı çok karmaşık olduğundan sürüklemenin büyük ölçüde değişmesi de mümkündür. F1 gibi aerodinamiklerin girdapları hesaba katması gerektiğini görün. Çarpışma anında kesinlikle bir miktar enerji transferi olacaktır, ancak hala havada yeterince zaman geçirilirse yine de televizyonuna geri dönecektir.

Daha fazla cevap göster Cevapsız sorular

• Uzunluk, kütle, direnç ve akı yoğunluğunun değeri verildiğinde terminal hızı hesaplayabilir miyiz? Cevap
• Ya sadece zamanım, kütleyem ve mesafem varsa, su veya alan boyunca yoğunluğum yoksa veya sürükleme kuvvetim yoksa? Cevap
• Ordunun eğitim sırasında kullandığı çimento ve çelik 'bombaların' inişlerinde bir ses patlaması yarattığını okudum. Düşen bir nesne ses bariyerini kırabilir mi? Cevap
• Hızı 5.5 m / s iken gökyüzü dalgıcısına çarpan kuvveti nasıl hesaplarım? Cevap
• Farklı terminal hızları var mı? Cevap

Daha fazla cevaplanmamış soru göster Soru Sor 200 karakter kaldı Bu soru yanıtlandığında bir mesaj almak için e-posta adresinizi ekleyin. Sunmak
İlan

Video . Bu hizmeti kullanarak bazı bilgiler YouTube ile paylaşılabilir.

İpuçları

• Serbest düşüş sırasında terminal hız aslında biraz değişecektir. Nesne dünyanın merkezine yaklaştıkça yerçekimi hafifçe artar, ancak miktar önemsizdir. Nesne ortama daha derine indikçe ortamın yoğunluğu artacaktır. Bu çok daha belirgin bir etkidir. Bir paraşütçü, düşüş ilerledikçe yavaşlar çünkü irtifa düştükçe atmosfer giderek kalınlaşır.
• Açık bir paraşüt olmadan, bir paraşütçü yere yaklaşık 130 mph (210 km / s) hızla çarpabilir.

İlan