nemuchtorstont.ru

Bepaal die finale spoed van `n voorwerp

Al ooit gewonder hoekom valskerms uiteindelik `n maksimum spoed bereik tydens die herfs, alhoewel swaartekrag in `n vakuum moet verseker dat die voorwerp voortdurend versnel word? `N Vallende voorwerp sal `n konstante spoed bereik wanneer dit op `n remkrag optree, soos die lugweerstand. Swaartekrag naby `n stewige lyf is gewoonlik konstant, maar kragte soos lugweerstand styg namate die voorwerp vinniger gaan. As `n voorwerp maar lank genoeg kan val, dan sal hierdie `n spoed bereik waarby die krag van die weerstand gelyk word aan die van die swaartekrag, waardeur beide mekaar sal ophef en die voorwerp dieselfde spoed voortduur tot dit die grond tref. Dit heet die finale spoed.

stappe

Metode 1
Los die finale spoed op

Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 1
1
Gebruik die formule vir die finale snelheid, ook v = die vierkantswortel van ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). Pas die volgende waardes toe op die formule om op te los vir v, die eindspoed.
  • m = massa van die vallende voorwerp
  • g = versnelling as gevolg van swaartekrag. Op Aarde is dit ongeveer 9,8 meter per sekonde per sekonde.
  • ρ = die digtheid van die vloeistof waardeur die voorwerp val.
  • A = die geprojekteerde oppervlak van die voorwerp. Dit is die oppervlak van die voorwerp wanneer dit geprojekteer word op `n plat oppervlak wat loodreg is op die rigting waarin die voorwerp beweeg.
  • C = die weerstandskoëffisiënt. Hierdie getal hang af van die vorm van die voorwerp. Hoe meer die vorm gestroomlê het, hoe laer is die koëffisiënt. U kan verskillende benaderings tot weerstandskoëffisiënte hê hier kyk op.

Metode 2
Bepaal die gravitasiekrag

Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 2
1
Bepaal die massa van die vallende voorwerp. Dit moet gemeet word in gram of kilogram, volgens die metrieke stelsel.
  • Onthou dat die kilogram nie `n eenheid van gewig is nie, maar van massa. Die gewig van `n voorwerp is gelyk aan die swaartekrag wat op die massa van die voorwerp uitgeoefen word. Onder die invloed van die gravitasiekrag op die aarde se oppervlak het `n massa van 1 kg `n krag van 9,8 Newton. Byvoorbeeld, as `n mens op Aarde 80 kg weeg, is sy massa 80 kilo, maar hy ervaar `n krag van 784 N (die gewig van die voorwerp).
  • Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 3
    2
    Leer die versnelling as gevolg van die erns van die Aarde. Nou naby aan die Aarde om lugweerstand te ervaar, is hierdie versnelling 9,8 meter per sekonde.
  • Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 4
    3
    Bereken die afwaartse trek van swaartekrag. Die krag waarmee die vallende voorwerp getrek word, is gelyk aan die massa van die voorwerp, die tye van die gravitasieversnelling, of F = MA. Hierdie getal word vermenigvuldig met 2, bo-aan die formule vir die finale spoed.
  • In die metrieke stelsel is die krag die massa (in gram) keer 9,8 meter per sekonde.


    • Metode 3
    Bepaling van die weerstandskrag

    Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 5
    1
    Bepaal die digtheid van die medium. Vir `n voorwerp wat deur die aarde se atmosfeer val, sal die digtheid verander afhangende van die hoogte en die temperatuur van die lug. Dit maak dit uiters moeilik om die finale spoed van `n vallende voorwerp te bereken omdat die digtheid van die lug sal verander terwyl die voorwerp die hoogte verloor. Maar jy kan benaderings van verskillende lugdigtheid in handboeke en ander naslaanwerke sien.
    • Die digtheid van die lug by seevlak by `n temperatuur van 15 ° C is 1.225 kg / m3.
  • Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 6
    2
    Maak `n skatting van die weerstandskoëffisiënt van die voorwerp. Hierdie nommer is gebaseer op hoe vaartbelyn die voorwerp is. Ongelukkig is dit `n baie komplekse getal om te bereken en dit vereis sekere wetenskaplike aannames. Dit maak nie sin om die weerstandskoëffisiënt te bereken sonder die hulp van `n windtunnel en ernstige aërodinamiese berekeninge nie. In plaas daarvan, soek na `n benadering vir soortgelyke voorwerpe.
  • Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 7
    3
    Bereken die geprojekteerde oppervlakte van die voorwerp. Die laaste veranderlike wat u benodig, is die vlakdeel soos voorgestel deur die voorwerp in die medium. Stel jou voor die silhoeët van die vallende voorwerp soos jy dit sien as jy reg onder dit is. Die vorm, geprojekteer op `n plat oppervlak, is die geprojekteerde oppervlak. Weereens, dit is `n moeilike waarde om te bereken as die voorwerp meer kompleks is as `n basiese meetkundige vorm.
  • Prent getiteld Bereken Terminal Velocity Stap 8
    4
    Vind uit wat die weerstandskrag is wat teen die afwaartse gerigte swaartekrag val. As jy die spoed van die voorwerp ken, maar nie die weerstandskrag nie, dan kan jy die formule gebruik om dit te bereken. Dit is (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.

    • wenke

    • Die finale spoed sal eintlik effens verander gedurende die vrye val. Swaartekrag styg wanneer die voorwerp nader aan die middel van die Aarde kom, maar dit is weglaatbaar. Die digtheid van die medium sal toeneem as die voorwerp verder val. Hierdie effek is baie beter opvallend. `N Valskermspringer sal eintlik vertraag as die val voortduur, omdat die atmosfeer nader en nader kom met die verlaging van die hoogte.
    • Sonder `n oop valskerm sal `n valskermspringer die grond teen `n spoed van ongeveer 210 km / h tref.
    Deel op sosiale netwerke:

    Verwante