Kako izračunati končno hitrost

Ste se kdaj vprašali, zakaj padalci sčasoma dosežejo največjo hitrost pri padcu, čeprav bo sila gravitacije v vakuumu povzročila, da se bo predmet nenehno pospeševal? Padajoči predmet bo dosegel konstantno hitrost, ko bo obstajala zadrževalna sila, na primer upor iz zraka. Sila, ki jo gravitacija deluje blizu masivnega telesa, je večinoma konstantna, vendar se sile, kot je zračni upor, povečujejo, hitreje kot padajoči predmet gre. Če mu pade predmet dovolj dolgo, bo padajoči predmet dosegel hitrost, pri kateri bo sila vleka enaka sili gravitacije, oba pa se bosta medsebojno izničila, zaradi česar bo predmet padal s enako hitrostjo, dokler ne bo udari ob tla. To se imenuje končna hitrost.



Metoda eno od 3: Reševanje za hitrost terminala

  1. Slika z naslovom Izračunaj hitrost terminala 1. korak

    eno Uporabite formulo končne hitrosti, v = kvadratni koren iz ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). V to formulo vključite naslednje vrednosti za reševanje v, končne hitrosti.
    • m = masa padajočega predmeta
    • g = pospešek zaradi gravitacije. Na Zemlji je to približno 9,8 metra na sekundo.
    • ρ = gostota tekočine, skozi katero pade predmet.
    • A = projicirana površina predmeta. To pomeni površino predmeta, če ste ga projicirali na ravnino, ki je bila pravokotna na smer premikanja predmeta.
    • C = koeficient upora Ta številka je odvisna od oblike predmeta. Bolj kot je oblika poenostavljena, nižji je koeficient. Poiščete lahko nekaj približnih koeficientov upora.
    Oglas

Metoda 2. od 3: Poiščite gravitacijsko silo

  1. Slika z naslovom Izračunaj hitrost terminala 2. korak

    eno Poiščite maso padajočega predmeta. To je treba v metričnem sistemu meriti v gramih ali kilogramih.
    • Če uporabljate imperialni sistem, ne pozabite, da kilogrami pravzaprav niso enota mase, temveč sila. Enota za maso v imperialnem sistemu je funt-masa (lbm), ki bi pod gravitacijsko silo na površju zemlje doživela silo 32 funtov (lbf). Če na primer oseba na zemlji tehta 160 kilogramov, ta dejansko čuti 160 funtov, vendar je njihova masa 5 lbm.
  2. Slika z naslovom Izračunaj hitrost terminala 3. korak

    2. Poznajte pospešek zaradi gravitacije Zemlje. Dovolj blizu zemlje, da lahko naleti na zračni upor, je ta pospešek 9,8 metra na sekundo na kvadrat ali 32 čevljev na sekundo na kvadrat.
  3. Slika z naslovom Izračunaj hitrost terminala 4. korak

    3. Izračunajte silo gravitacije navzdol. Sila, s katero padajoči predmet potegne navzdol, je enaka masi predmeta, pospešenemu zaradi gravitacije, ali F = MA. To število, pomnoženo z dvema, gre na vrh formule končne hitrosti.
    • V imperialnem sistemu je to lbf predmeta, število, ki se običajno imenuje teža. Pravilneje je masa v lbm krat 32 metrov na sekundo na kvadrat. V metričnem sistemu je sila masa v gramih x 9,8 metra na sekundo na kvadrat.
    Oglas

Metoda 3. od 3: Določite vlečno silo

  1. Slika z naslovom Izračunaj hitrost terminala 5. korak

    eno Pridobite gostoto medija. Gostota predmeta, ki pade skozi zemeljsko atmosfero, se bo spreminjala glede na nadmorsko višino in temperaturo zraka. Zaradi tega je še posebej težko izračunati končno hitrost padajočega predmeta, saj se bo gostota zraka spreminjala, ko bo objekt izgubljal nadmorsko višino. Približne gostote zraka pa lahko poiščete v učbenikih in drugih referencah.
    • Kot grobo vodilo je gostota zraka na morski gladini, ko je temperatura 15 ° C, 1,225 kg / m3.
  2. Slika z naslovom Izračunaj hitrost terminala 6. korak

    2. Ocenite koeficient zračnega upora predmeta. Ta številka temelji na poenostavljenosti predmeta. Na žalost je za izračun zelo zapleteno število in vključuje določanje nekaterih znanstvenih predpostavk. Ne poskušajte sami izračunati koeficienta upora brez pomoči vetrovnika in nekaj resne aerodinamične matematike. Namesto tega poiščite približek, ki temelji na podobno oblikovanem predmetu.
  3. Slika z naslovom Izračunaj hitrost konca 7

    3. Izračunajte projicirano površino predmeta. Zadnja spremenljivka, ki jo morate poznati, je prerez, ki ga objekt predstavi mediju. Predstavljajte si silhueto padajočega predmeta, ki ga vidite, ko gledate naravnost pod njega. Ta oblika, projicirana na ravnino, je projicirano območje. Še enkrat, to je težko izračunati z vsemi, razen s preprostimi geometrijskimi predmeti.
  4. Slika z naslovom Izračunaj hitrost terminala 8. korak

    4. Ugotovite vlečno silo, ki nasprotuje gravitaciji navzdol. Če poznate hitrost predmeta, ne pa tudi vlečne sile, lahko s formulo izračunate vlečno silo. To je (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2. Oglas

Vprašanja in odgovori v skupnosti

Iskanje Dodaj novo vprašanje
  • Vprašanje: Če padec pada s končno hitrostjo, kaj se bo potem zgodilo? Še naprej bo padal s to hitrostjo, ne da bi pospeševal, dokler ne bo nekaj zadel.
  • Vprašanje Kaj je base jumping? B.A.S.E je kratica za stavbe, antene, razpone in Zemljo. BASE jumping je ekstremen šport, pri katerem skočite s teh različnih oblik in postavite majhno padalo.
  • Vprašanje Kakšna hitrost je končna hitrost? Ben Halford Odvisno od teže, oblike in gostote zraka. Zato ga lahko izračunate, saj ni konstanta.
  • Vprašanje Kako najdem končno hitrost samo s polmerom in maso? Ne moreš. Za rešitev enačbe potrebujete več informacij.
  • Vprašanje Ali je končna hitrost v vesolju enaka svetlobni hitrosti? Matt Pattok Vse, kar ima maso, zahteva neskončno silo, da doseže svetlobno hitrost, zato tudi v vakuumu ni mogoče doseči svetlobne hitrosti. To je res zapleteno, saj je svetloba sestavljena iz fotonov, ki so brez mase delci. Zaradi tega zakona bi bila končna hitrost v vakuumu 99,999 ...% svetlobne hitrosti. Po Einsteinovi teoriji posebne relativnosti to povzroča tudi potovanje skozi čas v prihodnost, saj približevanje svetlobni hitrosti upočasni čas. Če bi lahko potovali hitreje kot svetloba, hitrosti konca ne bi bilo (nenehno bi pospeševali). V bistvu je končna hitrost v vesolju le neskončno malo počasnejša od svetlobe.
  • Vprašanje Kakšna je sprememba zagona avtomobila 950 kg, ki vozi od 40 m / s do 31 m / s? Zagon (kgm / s) je enak masi (kg) in hitrosti (m / s). 950kg * 40m / s = 38000kgm / s 950kg * 31m / s = 29450kgm / s 29450kgm / s - 38000kgm / s = -8550kgm / s
  • Vprašanje Kakšna razdalja je potrebna, da 100-kilogramska masa prosto pada, da doseže T.V.? Po definiciji prostega padca ni zračnega upora. Ker je končna hitrost dosežena, ko je sila zračnega upora = sila gravitacije, je to vprašanje trik.
  • Vprašanje Kako lahko določim končno hitrost plavajočega predmeta kot majhen čoln? Terminalna hitrost se nanaša na ravnotežno hitrost, ko objekt pade skozi medij. Čoln nima hitrosti glede na najpomembnejši medij, vodo. Če bi čoln tonel, bi lahko dosegel končno hitrost, v tem primeru velja zgornja razprava.
  • Vprašanje Kako izračunam hitrost padca padalca po doseženi končni hitrosti z uporabo časa po doseženi končni hitrosti in razdaljo, ki je padla po doseženi končni hitrosti? Če je padalec dosegel televizijo, potem ne pospešuje več navzdol. Če veste, koliko časa je padel, ko je dosegel TV, in razdaljo, potem je njegov TV = dist / time. To je posledica dejstva, da je komponenta pospeška nič (ker je s končno hitrostjo).
  • Vprašanje, če objekt pada s končno hitrostjo in na objekt deluje zunanja sila v isti smeri kot smer padanja, ali bi bila dosežena nova končna hitrost? Dodali bi maso in morda spremenili upor. Za drug 'predmet' bi morali ponovno izračunati računovodstvo. Možno je, da je na sekundarni objekt vplivala nižja gostota zraka zaradi prvega predmeta. Možno je tudi, da se vlečenje drastično spremeni, saj je pretok zraka med dvema predmetoma zelo zapleten. Glejte aerodinamiko, kot je F1, ki mora upoštevati vrtince. Pri udarcu bo zagotovo prišlo do nekega prenosa energije, vendar bi se kljub dovolj časa, ki je še vedno v zraku, še vedno vrnil na svoj televizor.
Pokaži več odgovorov Neodgovorjena vprašanja
  • Ali lahko izračunamo končno hitrost, če dobimo vrednost dolžine, mase, upora in gostote toka?
  • Kaj pa, če imam samo čas, maso in razdaljo, brez gostote skozi vodo ali območje ali sile vlečenja?
  • Prebral sem, da cementne in jeklene 'bombe', ki jih vojska uporablja med treningom, povzročajo zvočni razcvet pri njihovem spustu. Ali lahko padajoči predmet prebije zvočno oviro?
  • Kako izračunam nastalo silo na potapljača, ko je njegova hitrost 5,5 m / s?
  • Ali obstajajo različne hitrosti konca?
Pokaži več neodgovorjenih vprašanj Zastavite vprašanje Še 200 znakov Vključite svoj e-poštni naslov, da boste prejeli sporočilo, ko boste odgovorili na to vprašanje. Pošlji
Oglas

Video . Z uporabo te storitve lahko nekatere podatke delimo z YouTubom.

Nasveti

  • Hitrost terminala se bo med prostim padcem dejansko nekoliko spremenila. Gravitacija nekoliko naraste, ko se objekt približa središču zemlje, vendar je količina zanemarljiva. Gostota medija se bo povečala, ko se bo objekt spustil globlje v medij. To je veliko bolj opazen učinek. Padalci se bodo dejansko upočasnili, ko bo padec nadaljeval, ker se z upadanjem nadmorske višine ozračje vedno bolj zgosti.
  • Brez odprtega padala bi padalec padel ob tla s hitrostjo 210 km / h.

Oglas

Priljubljene Teme

Kako se ogreti za Crossfit. Lahko je skušnjava, da skočite na intenzivno sejo CrossFit, ne da bi prej porabili čas za ogrevanje, vendar je bistveno povečati srčni utrip in ogreti mišice, preden začnete vaditi ...



Ginataang bilo bilo je priljubljena filipinska sladica iz lepljivih riževih kroglic in kokosovega mleka. Običajno vsebuje sago in sadje sadja; ljubiteljske različice bodo vsebovale tudi sladki krompir in trpotec. Jed običajno postrežemo v ...

Naučite se vsega, kar morate vedeti o različnih delih teniške loparice in o tem, kako vsak del vpliva na uspešnost loparja. Odlični ali prvič kupci.



Krajinović in Jack Sock se bosta jutri pomerila v finalu pariškega mastersa.