Ako nájsť limitnú rýchlosť

Nikdy ste si nemysleli, prečo parašutisti nakoniec dosahujú maximálnu maximálnu rýchlosť, hoci sila gravitácie vo vákuu robí telo neustále zrýchliť? Fallingové telo dosiahne obmedzovaciu rýchlosť, keď existuje určitá zadržiavacia sila, ako je odolnosť proti vzduchu. Výška gravitácie pôsobí na tele s konštantnou hodnotou, ale sila odolnosti proti vzduchu sa zvyšuje s rastúcou rýchlosťou kvapky tela. Ak je voľný pád dosť dlho, rýchlosť pádu tela dosiahne takúto hodnotu, v ktorej sa sila odolnosti stane rovnou pevnosti gravitácie a tieto sily budú navzájom kompenzovať - v dôsledku toho bude telo spadnúť na konštantnú rýchlosť, kým Zem bude pokračovať. Takáto rýchlosť sa nazýva maximálna rýchlosť.

Kroky

Metóda 1 z 3:

Výpočet obmedzenej rýchlosti

jeden. Vzorec pre nájdenie limitnej rýchlosti: V = odmocnina ((2 * m * g) / (ρ * a * c)). Predplatia hodnoty premenných, aby ste našli limitnú rýchlosť v.

m = hmotnosť padajúceho tela.
g = zrýchlenie rýchlosti. Na Zemi je asi 9,8 m / s2.
ρ = hustota tekutín, v ktorej telo padá.
A = oblasť projekcie tela. Toto je oblasť oblasti tela, kolmé na smer tela.
C = koeficient čelného skla. Záleží na tvare tela. Viac zjednodušenej formy, tým nižší je koeficient.

Metóda 2 z 3:

Výpočet gravitácie

jeden. Nájdite veľa padajúceho tela. V metrickom systéme sa meria v gramoch alebo kilogramoch.

Obrázok s názvom Vypočítajte krok 3 Krok 3

2. Zadajte zrýchlenie voľného pádu. Vo vzdialenosti blízko k zemi, na odolnosť proti vzduchu, táto hodnota je 9,8 m / s2.

Obrázok s názvom Vypočítať Terminal Rýchlosť Krok 4

3. Vypočítať gravitáciu. Je rovná hmotnosti tela vynásobeného zrýchlením voľného pádu f = m * g.

Metóda 3 z 3:

Určiť sily odporu

jeden. Nájsť hustotu média. Pre telo padnú cez atmosféru Zeme sa hustota bude líšiť v závislosti od výšky a teploty vzduchu. To robí výpočet obmedzujúcej rýchlosti voľného padajúceho tela, obzvlášť ťažké, pretože hustota zmien vzduchu, keď telo pristupuje k zemi. Avšak, môžete nájsť približné hodnoty hustoty vzduchu v učebniciach alebo v iných zdrojoch.

Ako usmernenie je hustota vzduchu na mori pri teplote 15 ° C 1,225 kg / m3.

Obrázok s názvom Vypočítať terminál Rýchlosť Krok 6

2. Hodnotiť koeficient Aerodynamický odpor. Toto číslo závisí od streamovania tela. Nanešťastie je veľmi ťažké pre výpočet hodnoty, ktorá zahŕňa prijatie určitých vedeckých predpokladov. Nesnažte sa vypočítať koeficient aerodynamickej rezistencie bez pomoci aerodynamického potrubia a niektorých komplexných aerodynamických výpočtov. Namiesto toho vezmite pripravenú hodnotu pre telo, formulár podobný vášmu.

Obrázok s názvom Vypočítať terminál Rýchlosť Krok 7

3. Vypočítajte oblasť projekcie objektu. Posledná premenná, ktorú musíte nájsť, je prierezová oblasť. Predstavte si siluetu padajúceho tela, pozerá sa na to zhora. Oblasť tejto siluety (projekčná oblasť), ktorá sa predpokladá na lietadlo a je potrebné nájsť. Opäť je ťažké vypočítať hodnotu, s výnimkou jednoduchých vo forme telies.

Obrázok s názvom Vypočítať terminál Rýchlosť Krok 8

4. Nájdite si silu odporu, ktorý je opakom gravitácie. Ak poznáte telovú rýchlosť, sila odporu je pod vzorcom: (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.

Tipy

Padajúci bez padáku, osoba zasiahne zem rýchlosťou približne 240 km / h.
Limitná rýchlosť sa v skutočnosti mení trochu počas voľného pádu. Gravitácia sa zvyšuje, pretože telo sa približuje k pozemnému stredu, ale môže sa zanedbávať. Hustota média rastie so znížením výšky pádu. Je to oveľa výraznejší účinok. Padák, pokiaľ bude skutočne spomaliť, pretože hustota atmosféry sa výrazne zvyšuje so znížením vzdialenosti od Zeme.