Kako pronaći ograničenje brzine

Video: Greške s menjačem koje nas skupo koštaju

Sadržaj

Koraci
Metoda 1 od 3: Izračunavanje ograničenja brzine
Metoda 2 od 3: Izračunavanje gravitacije
Metoda 3 od 3: Odredite snage otpora
Savjeti
Dodatni članci

Jeste li se ikada zapitali zašto padobranci na kraju postignu najveću brzinu kada padnu, iako gravitacija u vakuumu tjera tijelo da se stalno ubrzava? Tijelo koje pada postiže svoju najveću brzinu kada postoji neka vrsta sile sputavanja, poput otpora zraka. Sila gravitacije djeluje na tijelo s konstantnom vrijednošću, ali sila otpora zraka raste s povećanjem brzine pada tijela. Ako slobodni pad traje dovoljno dugo, tada će brzina pada tijela dosegnuti takvu vrijednost pri kojoj sila otpora postaje jednaka sili gravitacije, a te će sile jedna drugu kompenzirati; kao rezultat toga, tijelo će nastaviti padati konstantnom brzinom sve dok ne dodirne tlo. Ta se brzina naziva najvećom brzinom.

Koraci

Metoda 1 od 3: Izračunavanje ograničenja brzine

1 Formula za pronalaženje granične brzine: v = kvadratni korijen iz ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). Uključite vrijednosti varijabli da biste pronašli ograničenje brzine v.
- m = masa tijela koje pada.
- g = ubrzanje zbog gravitacije. Na Zemlji je približno jednako 9,8 m / s2.
- ρ = gustoća tekućine u koju tijelo pada.
- A = područje projekcije tijela. Ovo je područje područja tijela okomito na smjer kretanja tijela.
- C = koeficijent otpora. Ovisi o obliku tijela. Što je oblik pojednostavljen, koeficijent je manji.

Metoda 2 od 3: Izračunavanje gravitacije

1 Nađi masu tijela koje pada. U metričkom sustavu mjeri se u gramima ili kilogramima.
2 Ubrzanje postavite zbog gravitacije. Na udaljenosti dovoljno blizu tla da naiđe na otpor zraka, ta vrijednost iznosi 9,8 m / s2.
3 Izračunajte silu gravitacije. Jednaka je masi tijela pomnoženoj s ubrzanjem uslijed gravitacije F = m * g.

Metoda 3 od 3: Odredite snage otpora

1 Nađi gustoću medija. Za tijelo koje pada kroz Zemljinu atmosferu gustoća će se mijenjati ovisno o visini i temperaturi zraka. Zbog toga je posebno teško izračunati graničnu brzinu tijela koje slobodno pada, jer se gustoća zraka mijenja kako se tijelo približava tlu. Međutim, približne vrijednosti gustoće zraka možete pronaći u udžbenicima ili drugim izvorima.
- Smjernica je da je gustoća zraka na razini mora pri 15 ° C 1,225 kg / m3.
2 Procijenite koeficijent otpora tijela. Taj broj ovisi o racionalizaciji tijela. Nažalost, ovo je vrlo teško izračunati veličina i uključuje donošenje određenih znanstvenih pretpostavki. Ne pokušavajte izračunati koeficijent otpora bez pomoći zračnog tunela i nekih kompliciranih aerodinamičkih proračuna. Umjesto toga, uzmite gotovu tjelesnu vrijednost sličnog oblika vašem.
3 Izračunajte projiciranu površinu objekta. Posljednja varijabla koju morate pronaći je površina poprečnog presjeka tijela. Zamislite siluetu tijela koje pada odozgo. Područje ove siluete (područje projekcije), koje je projicirano na ravninu, mora se pronaći. Opet, ovo je teško izračunati vrijednost, osim za tijela jednostavnog oblika.
4 Pronađi silu otpora koja je suprotna gravitaciji. Ako znate brzinu tijela, tada se sila otpora nalazi po formuli: (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.

Savjeti

Padajući bez padobrana, osoba udara o tlo brzinom od oko 240 km / h.
Ograničavajuća brzina zapravo se malo mijenja tijekom slobodnog pada. Sila gravitacije raste kako se tijelo približava središtu Zemlje, no to se može zanemariti. Gustoća medija raste sa smanjenjem visine pada. Ovo je mnogo uočljiviji učinak. Padobranci će se usporiti dok pada, jer se gustoća atmosfere dramatično povećava sa smanjenjem udaljenosti do Zemlje.