Неліктен парашютшілер құлаған кезде толық жылдамдыққа жетеді, вакуумдағы тартылыс күші объектілердің біркелкі үдеуіне әкелетіні туралы ойландыңыз ба? Құлап бара жатқан зат ауаның тартылуы сияқты тарту күші болған кезде тұрақты жылдамдыққа жетеді. Үлкен дененің жанында тартылыс күші әдетте тұрақты болады, бірақ ауа қарсылық сияқты күштер объект құлаған сайын тез артады. Егер ұзақ уақыт бойы еркін құлауға рұқсат етілсе, құлап бара жатқан зат үйкеліс күші гравитациялық күшке тең болатын жылдамдыққа жетеді, ал екеуі бір -бірінен бас тартады, нәтижесінде зат соғылғанша бірдей жылдамдықпен түседі. жер. Бұл жылдамдықты терминалдық жылдамдық деп атайды.
Қадам
3 -ші әдіс 1: Терминал жылдамдығын табу
Қадам 1. Терминалдың жылдамдық формуласын қолданыңыз, v = квадрат түбірі ((2*m*g)/(ρ*A*C))
Келесі мәндерді v, терминал жылдамдығын табу үшін формулаға қосыңыз.
- m = құлап жатқан заттың массасы
- g = ауырлық күшінің әсерінен үдеу. Жерде бұл үдеу секундына шамамен 9,8 метрді құрайды.
- = құлап жатқан зат өтетін сұйықтың тығыздығы.
- A = объектінің жобаланған ауданы. Бұл объектінің ауданын білдіреді, егер сіз оны объект қозғалатын бағытқа перпендикуляр жазықтыққа түсірсеңіз.
- C = Қарсылық коэффициенті. Бұл сан заттың пішініне байланысты. Зат аэродинамикалық болған сайын коэффициент аз болады. Бұл жерде сіз шамамен тартылу коэффициенттерін таба аласыз.
3 -тің 2 әдісі: Ауырлық күшін табыңыз
Қадам 1. Құлап жатқан заттың массасын табыңыз
Бұл масса метрикалық жүйеде граммен немесе килограмммен өлшенеді.
Егер сіз империялық жүйені қолдансаңыз, фунт шын мәнінде масса бірлігі емес, күш екенін ұмытпаңыз. Империялық жүйеде массаның өлшем бірлігі-фунт-массасы (lbm), ол жер бетінің тартылыс күшінің әсерінен 32 фунт-күш (lbf) күш сезінетін болады. Мысалы, егер адамның жердегі салмағы 160 фунт болса, ол адам 160 фунт сезінеді, бірақ массасы 5 фунт
2 -қадам. Жердің тартылыс күшіне байланысты үдеуді біліңіз
Ауаға төзімділікті жеңу үшін жерге жақын орналасқан бұл үдеу секундына 9,8 метр немесе секундына 32 фут.
Қадам 3. Төменге қарай тартылыс күшін есептеңіз
Нысанды төмен түсіретін күш заттың массасына ауырлық күшінің әсерінен үдеудің еселігіне тең немесе F = Ma. Бұл сан екіге көбейтіледі, бұл терминалдың жылдамдық формуласының жоғарғы жартысы.
Империялық жүйеде бұл күш объектінің lbf болып табылады, бұл сан әдетте салмақ деп аталады. Дәлірек айтқанда, массасы lbm рет секундына 32 фут. Метрикалық жүйеде күш массасы граммен секундына 9,8 метр квадратқа тең
3 -ші әдіс 3: Қарсылықты анықтаңыз
Қадам 1. Орта тығыздығын табыңыз
Жер атмосферасына түсетін объект үшін оның тығыздығы биіктікке және ауа температурасына байланысты өзгереді. Бұл құлап бара жатқан заттың соңғы жылдамдығын есептеуді қиындатады, себебі ауа биіктігін жоғалтқан кезде ауа тығыздығы өзгереді. Дегенмен, сіз ауа тығыздығының есептеулерін пакеттік кітаптардан және басқа сілтемелерден іздей аласыз.
Дөрекі бағыттаушы ретінде 15 ° С -та теңіз деңгейінде ауаның тығыздығы 1225 кг/м3 құрайды
Қадам 2. Объектінің қарсылық коэффициентін бағалаңыз
Бұл сан заттың аэродинамикалық сипатына негізделген. Өкінішке орай, бұл есептеу үшін өте күрделі және белгілі бір ғылыми бағаларды жасауды қажет етеді. Жел туннельдері мен күрделі аэродинамикалық математиканың көмегінсіз тарту коэффициентін дербес есептеуге тырыспаңыз. Дегенмен, формасы шамамен бірдей объектілерге негізделген бағалауды іздеңіз.
Қадам 3. Объектінің проекциялық ауданын есептеңіз
Сіз білуіңіз керек соңғы айнымалы - бұл ортаға түсетін объектінің ауданы. Нысанның астынан тікелей қараған кезде көрінетін құлап жатқан заттың силуэтін елестетіп көріңіз. Жазықтықта проекцияланатын пішін - бұл проекцияның ауданы. Тағы да, бұл қарапайым геометриялық объектілерді қоспағанда, кез келген объект үшін есептеу қиын мән.
Қадам 4. Төменге қарай тартылыс күшіне қарсы тартылатын күшті табыңыз
Егер сіз объектінің жылдамдығын білсеңіз, бірақ оның тартылуын білмесеңіз, бұл формуланы сүйреу күшін есептеуге болады. Формула (C*ρ*A*(v^2))/2.
Кеңестер
- Нақты терминалды жылдамдық құлау кезінде аздап өзгереді. Жердің орталығына жақындаған сайын тартылыс күші аздап артады, бірақ оның шамасы шамалы. Объект ортаға тереңдеген сайын ортаның тығыздығы артады. Бұл әсер көбірек көрінеді. Парашютист күзде баяулайды, өйткені биіктік төмендеген сайын атмосфера қалың болады.
- Ашық парашютсіз, парашютші жерге 130 миль/сағ (210 км/сағ) жылдамдықпен соғатын еді.
