Oletko koskaan miettinyt, miksi laskuvarjohyppääjät saavuttavat pudotessaan lopulta enimmäisnopeuden, vaikka tyhjiössä oleva painovoima saa kohteen jatkuvasti kiihtymään? Putoava esine saavuttaa vakionopeuden, kun on olemassa pidättävä voima, kuten vetäminen ilmasta. Painovoiman aiheuttama voima lähellä massiivista kappaletta on enimmäkseen vakio, mutta ilmavastuksen kaltaiset voimat kasvavat sitä nopeammin, kun putoava esine menee. Jos putoavan kohteen annetaan pudota tarpeeksi kauan, se saavuttaa nopeuden, jossa vetovoimasta tulee yhtä suuri painovoima, ja molemmat peruuttavat toisensa, jolloin esine putoaa samalla nopeudella, kunnes se putoaa. osuu maahan. Tätä kutsutaan terminaalinopeudeksi.
Askeleet
Menetelmä yksi / 3: Ratkaisu terminaalin nopeudelle
- yksi Käytä päätelaitteen nopeuskaavaa, v = ((2 * m * g) / (ρ * A * C)) -neliöjuuri. Liitä seuraavat arvot kaavaan ratkaisemaan v, terminaalinen nopeus.
- m = putoavan esineen massa
- g = painovoimasta johtuva kiihtyvyys. Maapallolla tämä on noin 9,8 metriä sekunnissa.
- ρ = nesteen tiheys, jonka läpi esine putoaa.
- A = kohteen projisoitu alue. Tämä tarkoittaa kohteen aluetta, jos heijastit sen tasolle, joka oli kohtisuorassa kohteen liikkumissuuntaan nähden.
- C = vastuskerroin. Tämä numero riippuu kohteen muodosta. Mitä virtaviivaisempi muoto, sitä pienempi kerroin. Voit etsiä likimääräisiä vetokertoimia.
Menetelmä 2 / 3: Löydä painovoima
- yksi Etsi putoavan esineen massa. Tämä tulisi mitata grammoina tai kilogrammoina metrijärjestelmässä.
- Jos käytät keisarillista järjestelmää, muista, että kilot eivät itse asiassa ole massayksikköä, vaan voimaa. Keisarillisen järjestelmän massayksikkö on punnan massa (lbm), joka maanpinnan painovoiman vaikutuksesta kokisi 32 punnan voiman (lbf). Esimerkiksi, jos henkilö painaa 160 kiloa maan päällä, hän tuntee itse asiassa 160 paunaa, mutta hänen massa on 5 paunaa.
- 2 Tunne kiihtyvyys maan painovoiman takia. Riittävän lähellä maata ilmanvastuksen kohtaamiseksi tämä kiihtyvyys on 9,8 metriä sekunnissa tai 32 jalkaa sekunnissa.
- 3 Laske painovoiman alaspäin suuntautuva vetovoima. Voima, jolla putoava esine vedetään alas, on yhtä suuri kuin kohteen massa kertaa kiihtyvyys painovoiman vuoksi tai F = MA. Tämä luku kerrottuna kahdella menee päätelaitteen nopeuskaavan yläosaan.
- Keisarillisessa järjestelmässä tämä on kohteen lbf, numero, jota kutsutaan yleisesti painoksi. Se on oikeammin massa lbm kertaa 32 jalkaa sekunnissa neliö. Metrisessä järjestelmässä voima on massa grammoina kertaa 9,8 metriä sekunnissa.
Menetelmä 3 / 3: Määritä vetovoima
- yksi Hanki väliaineen tiheys. Maan ilmakehän läpi putoavan kohteen tiheys muuttuu ilman korkeuden ja lämpötilan perusteella. Tämä tekee putoavan kohteen päätteen nopeuden laskemisen erityisen vaikeaksi, koska ilman tiheys muuttuu, kun esine menettää korkeuden. Voit kuitenkin etsiä likimääräisiä ilmatiheyksiä oppikirjoista ja muista viitteistä.
- Karkeana ohjeena voidaan mainita, että ilman tiheys merenpinnalla, kun lämpötila on 15 ° C, on 1,225 kg / m3.
- 2 Arvioi kohteen vastuskerroin. Tämä numero perustuu kohteen virtaviivaistamiseen. Valitettavasti se on hyvin monimutkainen määrä laskea, ja siihen liittyy tiettyjen tieteellisten oletusten tekeminen. Älä yritä laskea itse vetokerrointa ilman tuulitunnelin ja vakavan aerodynaamisen matematiikan apua. Sen sijaan etsiä likiarvoa, joka perustuu samankaltaiseen esineeseen.
- 3 Laske objektin heijastettu pinta-ala. Viimeinen muuttuja, jonka sinun on tiedettävä, on objektin mediaanille esittämä leikkausalue. Kuvittele putoavan kohteen siluetti näkevän, kun katsot ylös suoraan sen alapuolelta. Tämä tasoon projisoitu muoto on heijastettu alue. Jälleen tämä on vaikea laskea muulla kuin yksinkertaisilla geometrisilla esineillä.
- 4 Selvitä vetovoima, joka vastustaa painovoiman alaspäin suuntautuvaa vetoa. Jos tiedät kohteen nopeuden, mutta et vedä voimaa, voit laskea vetovoiman kaavan avulla. Tämä on (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2. Mainos
Yhteisön kysymykset ja vastaukset
Hae Lisää uusi kysymys- Kysymys Jos pudotus putoaa vapaasti päätteen nopeuden kanssa, niin mitä tapahtuu? Se putoaa edelleen tällä nopeudella kiihtymättä, kunnes se osuu johonkin.
- Kysymys Mikä on perushyppy? B.A.S.E on lyhenne sanoista rakennukset, antennit, jännevälit ja maa. BASE-hyppy on äärimmäinen urheilulaji, jossa hypät pois näistä erilaisista muodoista ja otat käyttöön pienen laskuvarjon.
- Kysymys Mikä nopeus on terminaalin nopeus? Ben Halford Riippuu ilman painosta, muodosta ja tiheydestä. Siksi sinulla on tapa laskea se, koska se ei ole vakio.
- Kysymys Kuinka löydän terminaalinopeuden vain säteellä ja massalla? Et voi. Tarvitset lisätietoja yhtälön ratkaisemiseksi.
- Kysymys Onko terminaalin nopeus avaruudessa yhtä suuri kuin valon nopeus? Matt Pattok Kaikki, jolla on massaa, vaatii äärettömän voiman valon nopeuden saavuttamiseksi, joten jopa tyhjiössä on mahdotonta saavuttaa valon nopeutta. Tämä on todella monimutkaista, koska valo koostuu fotoneista, jotka ovat massattomia hiukkasia. Tämän lain takia terminaalinen nopeus tyhjiössä olisi 99,999 ...% valon nopeudesta. Einsteinin erityisen suhteellisuusteorian mukaan tämä aiheuttaa myös aikamatkan tulevaisuuteen, koska valon nopeuden lähestyminen hidastaa aikaa. Jos voisit matkustaa nopeammin kuin valo, terminaalin nopeus olisi täysin olematon (kiihdytät jatkuvasti). Pohjimmiltaan avaruuden terminaalinopeus on vain äärettömän pieni hieman hitaampi kuin valo.
- Kysymys Mikä on 950 kg: n auton nopeuden muutos 40 m / s: sta 31 m / s: iin? Momentti (kgm / s) on yhtä suuri kuin massa (kg) kertaa nopeus (m / s). 950kg * 40m / s = 38000kgm / s 950kg * 31m / s = 29450kgm / s 29450kgm / s - 38000kgm / s = -8550kgm / s
- Kysymys Mikä on vaadittava etäisyys vapaasti putoavan 100 kg: n massan saavuttamiseksi T.V. Vapaapudotuksen määritelmän mukaan ilmanvastusta ei ole. Koska terminaalinopeus saavutetaan, kun ilmavastuksen voima = painovoima, tämä kysymys on temppukysymys.
- Kysymys Kuinka voin määrittää kelluvan kohteen päätteen nopeuden kuin pieni vene? Terminaalinopeudella tarkoitetaan tasapainonopeutta, kun esine putoaa väliaineen läpi. Veneellä ei ole nopeutta tärkeimpään väliaineeseen, veteen. Jos vene olisi uppoamassa, se voisi saada päätteen nopeuden, jolloin yllä oleva keskustelu pätee.
- Kysymys Kuinka voin laskea nopeuden, jonka laskuvarjohyppääjä putoaa saavutettuaan terminaalinopeuden, käyttämällä aikaa terminaalinopeuden saavuttamisen jälkeen ja pudotettua etäisyyttä päätemääräisen nopeuden saavuttua? Jos laskuvarjohyppääjä on päässyt televisioon, hän ei enää kiihdy alaspäin. Jos tiedät ajan, jonka hän on pudonnut TV: n saavuttamisen jälkeen, ja matkan laskenut, niin hänen T.V. = dist / aika. Tämä johtuu siitä, että kiihtyvyyskomponentti on nolla (johtuen päätelaitteen nopeudesta).
- Kysymys Jos esine putoaa terminaalinopeudella ja esineeseen kohdistuu ulospäin suuntautuva voima, joka on samansuuntainen kuin putoamissuunta, saavutettaisiinko uusi päätteenopeus? Voit lisätä massaa ja mahdollisesti muuttaa vetoa. Sinun on laskettava toisen 'objektin' kirjanpito uudelleen. On mahdollista, että toissijaiseen kohteeseen vaikutti alhaisempi ilmatiheys ensimmäisen kohteen herätyksen vuoksi. On myös mahdollista, että vastus muuttuu rajusti, koska ilmavirta kahden kohteen välillä on hyvin monimutkaista. Katso aerodynamiikan kuten F1: n tarvitse ottaa huomioon pyörteet. Vaikutus tapahtuu varmasti jonkin verran energiansiirtoa, mutta se palaisi silti televisioonsa antamalla riittävästi aikaa ilmassa.
- Voimmeko laskea päätelaitteen nopeuden, kun meille annetaan pituus, massa, vastus ja vuon tiheys? Vastaus
- Entä jos minulla on vain aikaa, massaa ja etäisyyttä, ei tiheyttä veden tai alueen läpi tai vetovoimaa? Vastaus
- Olen lukenut, että sementti- ja teräspommit, joita armeija käyttää harjoittelun aikana, aiheuttavat äänipuomin heidän laskeutumisessaan. Voiko putoava esine rikkoa ääniesteen? Vastaus
- Kuinka lasken taivaan sukeltajaan kohdistuvan voiman, kun hänen nopeutensa on 5,5 m / s? Vastaus
- Onko terminaalin nopeuksia erilainen? Vastaus
Mainos
Video . Tätä palvelua käyttämällä joitain tietoja voidaan jakaa YouTuben kanssa.
Vinkkejä
- Terminaalin nopeus muuttuu hieman vapaapudotuksen aikana. Painovoima nousee hieman, kun esine lähestyy maan keskustaa, mutta määrä on merkityksetön. Väliaineen tiheys nousee, kun esine laskeutuu syvemmälle väliaineeseen. Tämä on paljon huomattavampi vaikutus. Laskuvarjohyppääjä hidastuu putoamisen edetessä, koska ilmakehä paksunee korkeuden laskiessa.
- Ilman avointa laskuvarjoa laskuvarjohyökkääjä löi maata noin 210 km / h.
Mainos
