Hoe om terminale snelheid te bereken

Al ooit wonder waarom skydivers uiteindelik `n maksimum spoed bereik wanneer dit val, alhoewel die swaartekrag in `n vakuum `n voorwerp sal veroorsaak om voortdurend te versnel? `N Valende voorwerp sal `n konstante spoed bereik wanneer daar `n beperking is, soos sleep van die lug. Die krag wat deur die swaartekrag naby aan `n massiewe liggaam toegepas word, is meestal konstant, maar kragte soos lugweerstand verhoog hoe vinniger die valse voorwerp gaan. As dit lank genoeg is om te val, sal `n val-voorwerp `n spoed bereik waar die krag van die sleep die swaartekrag sal word, en die twee sal mekaar uitmaak, wat veroorsaak dat die voorwerp tot dit val. slaan die grond. Dit word terminale snelheid genoem.

Stappe

Metode 1 van 3:
Oplossing vir terminale snelheid
  1. Beeld getiteld bereken terminale snelheid stap 1
1. Gebruik die terminale snelheid formule, V = die vierkantswortel van ((2 * m * g) / (ρ * a * c))). Steek die volgende waardes in die formule om op te los vir V, terminale snelheid.
  • m = massa van die val voorwerp
  • G = die versnelling as gevolg van swaartekrag. Op aarde is dit ongeveer 9.8 meter per sekonde.
  • ρ = die digtheid van die vloeistof wat die voorwerp val, val deur.
  • A = die geprojekteerde area van die voorwerp. Dit beteken die gebied van die voorwerp as jy dit geprojekteer het op `n vliegtuig wat loodreg was op die rigting wat die voorwerp beweeg.
  • C = die sleepkoëffisiënt. Hierdie nommer hang af van die vorm van die voorwerp. Hoe meer vaartbelyn die vorm, hoe laer is die koëffisiënt. Jy kan `n paar benaderde sleepkoëffisiënte opkyk.
Metode 2 van 3:
Vind die gravitasiekrag
  1. Beeld getiteld bereken terminale snelheid Stap 2
1. Vind die massa van die vallende voorwerp. Dit moet gemeet word in gram of kilogram, in die metrieke stelsel.
  • As u die imperiale stelsel gebruik, onthou dat pond nie eintlik `n eenheid van massa is nie, maar van krag. Die eenheid van massa in die imperiale stelsel is die pondmassa (LBM), wat onder die gravitasiekrag op die oppervlak van die aarde `n krag van 32 pond-krag (LBF) sal ervaar. Byvoorbeeld, as `n persoon 160 pond op aarde weeg, voel daardie persoon eintlik 160 lbf, maar hul massa is 5 lbm.
  • Beeld getiteld bereken terminale snelheid Stap 3
    2. Ken die versnelling as gevolg van die swaartekrag van die aarde. Naby genoeg om lugweerstand te ontmoet, is hierdie versnelling 9.8 meter per sekonde kwadraat, of 32 voet per sekonde kwadraat.
  • Beeld getiteld bereken terminale snelheid Stap 4
    3. Bereken die afwaartse swaartekrag. Die krag waarmee die dalende voorwerp getrek word, is gelyk aan die voorwerp se massa tye versnelling as gevolg van swaartekrag, of f = ma. Hierdie getal, vermenigvuldig met twee, gaan in die top van die terminale snelheid formule.
  • In die imperiale stelsel is dit die LBF van die voorwerp, die nommer wat algemeen genoem word. Dit is meer behoorlik die massa in LBM Times 32 voet per sekonde. In die metrieke stelsel is die krag die massa in gram tye 9.8 meter per sekonde kwadraat.
    • Metode 3 van 3:
    Bepaal die dragkrag
    1. Beeld getiteld bereken terminale snelheid Stap 5
    1. Kry die digtheid van die medium. Vir `n voorwerp wat deur die Aarde se atmosfeer val, gaan die digtheid verander op grond van die hoogte en die temperatuur van die lug. Dit maak die berekening van terminale snelheid van `n dalende voorwerp, veral moeilik, aangesien die digtheid van die lug sal verander namate die voorwerp die hoogte verloor. U kan egter ongeveer lugdigtheid in handboeke en ander verwysings opkyk.
    • As `n rowwe gids is die digtheid van lug op seevlak wanneer die temperatuur 15 ° C is 1.225 kg / m3.
  • Beeld getiteld bereken terminale snelheid Stap 6
    2. Skat die sleepkoëffisiënt van die voorwerp. Hierdie nommer is gebaseer op hoe vaartbelyn die voorwerp is. Ongelukkig is dit `n baie komplekse getal om te bereken, en behels die maak van sekere wetenskaplike aannames. Moenie probeer om die sleepkoëffisiënt self te bereken sonder die hulp van `n windtunnel en `n paar ernstige aërodinamiese wiskunde nie. In plaas daarvan op soek na `n benadering gebaseer op `n soortgelyke gevormde voorwerp.
  • Beeld getiteld bereken terminale snelheid Stap 7
    3. Bereken die geprojekteerde area van die voorwerp. Die laaste veranderlike wat u moet weet, is die deursnee wat deur die voorwerp aan die medium aangebied word. Verbeel die silhoeët van die vallende voorwerp wat sien wanneer jy direk onder dit opkyk. Daardie vorm, wat op `n vliegtuig geprojekteer word, is die geprojekteerde area. Weereens, dit is `n moeilike waarde om te bereken met enigiets, maar eenvoudige meetkundige voorwerpe.
  • Beeld getiteld bereken terminale snelheid Stap 8
    4. Bepaal die dragkrag wat die afwaartse swaartekrag teenstaan. As jy die snelheid van die voorwerp ken, maar nie die dragkrag nie, kan jy die formule gebruik om die dragkrag te bereken. Dit is (C * ρ * a * (v ^ 2)) / 2.

    • Video

    Deur hierdie diens te gebruik, kan sommige inligting met YouTube gedeel word.

    Wenke

    Terminale snelheid sal eintlik effens verander tydens die vrye herfs. Swaartekrag gaan effens op as die voorwerp nader aan die middel van die Aarde kom, maar die bedrag is onbeduidend. Digtheid van die medium sal styg namate die voorwerp dieper in die medium kry. Dit is `n baie meer merkbare effek. `N Skydiver sal eintlik verlangsaam word namate die val voortgaan omdat die atmosfeer toenemend dik word soos die hoogte druppels.
  • Sonder `n oop valskerm sal `n valskermspringer op ongeveer 130 mph (210 km / h) die grond tref.
    • Deel op sosiale netwerke:
    Soortgelyk