Cum să vă găsiți limita de viteză

Video: Viteza maximă cu care pot să conducă un autoturism, pe drumurile naţionale...

Conţinut

Pași
Metoda 1 din 3: Calcularea limitei de viteză
Metoda 2 din 3: Calcularea gravitației
Metoda 3 din 3: Determinați forțele de rezistență
sfaturi
Articole suplimentare

V-ați întrebat vreodată de ce paracaidistii ajung să atingă viteza maximă atunci când cad, chiar dacă gravitația în vid face ca corpul să accelereze constant? Un corp în cădere atinge viteza maximă atunci când există un fel de forță de reținere, cum ar fi rezistența la aer. Forța gravitațională acționează asupra unui corp cu o valoare constantă, dar forța rezistenței aerului crește odată cu creșterea vitezei de cădere a corpului. Dacă căderea liberă durează suficient de mult, atunci viteza de cădere a corpului va atinge o astfel de valoare la care forța de rezistență devine egală cu forța gravitațională, iar aceste forțe se vor compensa reciproc; ca urmare, corpul va continua să cadă cu o viteză constantă până când atinge solul. Această viteză se numește viteză maximă.

Pași

Metoda 1 din 3: Calcularea limitei de viteză

1 Formula pentru găsirea vitezei limită: v = rădăcină pătrată a lui ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). Conectați valorile variabilelor pentru a găsi limita de viteză v.
- m = masa corpului care cade.
- g = accelerație datorată gravitației. Pe Pământ, este aproximativ egal cu 9,8 m / s2.
- ρ = densitatea fluidului în care cad corpul.
- A = zona de proiecție a corpului. Aceasta este zona zonei corpului perpendiculare pe direcția de mișcare a corpului.
- C = coeficientul de tragere. Depinde de forma corpului. Cu cât forma este mai simplificată, cu atât este mai mic coeficientul.

Metoda 2 din 3: Calcularea gravitației

1 Găsiți masa corpului care cade. În sistemul metric, acesta este măsurat în grame sau kilograme.
2 Setați accelerația datorată gravitației. La o distanță suficient de apropiată de sol pentru a întâmpina rezistența aerului, această valoare este de 9,8 m / s2.
3 Calculați forța gravitației. Este egală cu masa corpului înmulțită cu accelerația datorată gravitației F = m * g.

Metoda 3 din 3: Determinați forțele de rezistență

1 Găsiți densitatea mediului. Pentru un corp care cade prin atmosfera Pământului, densitatea se va schimba în funcție de înălțimea și temperatura aerului. Acest lucru face dificilă calcularea vitezei limită a unui corp în cădere liberă, deoarece densitatea aerului se schimbă pe măsură ce corpul se apropie de sol. Cu toate acestea, puteți găsi valori aproximative pentru densitatea aerului în manuale sau alte surse.
- Ca orientare, densitatea aerului la nivelul mării la 15 ° C este de 1,225 kg / m3.
2 Estimează coeficientul de rezistență al corpului. Acest număr depinde de raționalizarea corpului. Din păcate, aceasta este o cantitate foarte dificil de calculat și implică formularea unor ipoteze științifice. Nu încercați să calculați coeficientul de rezistență fără ajutorul unui tunel de vânt și câteva calcule aerodinamice complicate. În schimb, luați o valoare corporală gata făcută, asemănătoare ca formă cu a voastră.
3 Calculați aria proiectată a obiectului. Ultima variabilă pe care trebuie să o găsiți este secțiunea transversală a corpului. Imaginați-vă silueta unui corp care cade de sus. Trebuie găsită zona acestei siluete (zona de proiecție), care este proiectată pe plan. Din nou, aceasta este o valoare dificil de calculat, cu excepția corpurilor cu formă simplă.
4 Găsiți forța de rezistență care este opusă gravitației. Dacă cunoașteți viteza corpului, atunci forța de rezistență se găsește prin formula: (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.

sfaturi

Căzând fără parașută, o persoană lovește pământul cu o viteză de aproximativ 240 km / h.
Viteza limitativă se schimbă ușor în timpul căderii libere. Forța gravitațională crește pe măsură ce corpul se apropie de centrul Pământului, dar acest lucru poate fi neglijat. Densitatea mediului crește odată cu scăderea înălțimii de cădere. Acesta este un efect mult mai vizibil. Paracadistul va încetini de fapt pe măsură ce cade, deoarece densitatea atmosferei crește dramatic odată cu scăderea distanței față de Pământ.