Vakumdakı cazibə qüvvəsinin cisimlərin bərabər sürətlənməsinə səbəb olacağı zaman paraşütçülərin yıxıldıqda niyə tam sürətə çatdıqlarını heç düşündünüzmü? Düşən bir cisim hava sürüklənməsi kimi bir sürükləmə qüvvəsi olduqda sabit bir sürətə çatacaq. Böyük bir cismin yaxınlığında cazibə qüvvəsi tərəfindən tətbiq olunan qüvvə ümumiyyətlə sabitdir, lakin hava müqaviməti kimi qüvvələr cisim düşdükcə daha sürətlə artır. Kifayət qədər uzun müddət sərbəst şəkildə düşməsinə icazə verilərsə, düşən cisim sürtünmə qüvvəsinin cazibə qüvvəsinə bərabər olduğu bir sürətə çatacaq və ikisi bir -birini ləğv edərək cismin vurana qədər eyni sürətlə düşməsinə səbəb olacaq. torpaq. Bu sürətə terminal sürəti deyilir.
Addım
Metod 1 /3: Terminal Sürətinin Tapılması
Addım 1. Terminal sürət düsturundan istifadə edin, v = ((2*m*g)/(ρ*A*C)) kvadrat kökü
Aşağıdakı dəyərləri v, terminal sürətini tapmaq üçün düstura daxil edin.
- m = düşən cismin kütləsi
- g = cazibə qüvvəsi səbəbiylə sürətlənmə. Yer üzündə bu sürət saniyədə təqribən 9,8 metrdir.
- = düşən cismin keçdiyi mayenin sıxlığı.
- A = obyektin proqnozlaşdırılan sahəsi. Bu, obyektin hərəkət etdiyi istiqamətə dik olan bir müstəviyə yansıtsanız, obyektin sahəsi deməkdir.
- C = Müqavimət əmsalı. Bu rəqəm obyektin formasından asılıdır. Cisim nə qədər aerodinamik olarsa, əmsal o qədər az olar. Təxmini sürtünmə əmsallarını burada tapa bilərsiniz.
Metod 2 /3: Cazibə qüvvəsini tapın
Addım 1. Düşən cismin kütləsini tapın
Bu kütlə metrik sistemdə tercihen qram və ya kiloqramla ölçülür.
İmperatorluq sistemindən istifadə edirsinizsə, unutmayın ki, funt əslində kütlə kütləsi deyil, gücdür. İmperatorluq sistemindəki kütlə vahidi, yer səthinin cazibə qüvvəsinin təsiri altında 32 kilo gücündə (lbf) bir qüvvə hiss edəcək funt kütləsidir (lbm). Məsələn, bir adam yer üzündə 160 kilo çəkirsə, o adam əslində 160 lbf hiss edir, amma kütləsi 5 lbm -dir
Addım 2. Yerin cazibə qüvvəsinə görə sürətlənməni bilin
Hava müqavimətini aşa biləcək qədər yerə yaxın olan bu sürətlənmə saniyədə 9.8 metr və ya saniyədə 32 futdur.
Addım 3. Aşağıya doğru cazibə qüvvəsini hesablayın
Bir cismi aşağı çəkən qüvvə cazibə qüvvəsi səbəbiylə cismin kütləsinə bərabərdir və ya F = Ma. İki ilə vurulan bu rəqəm, terminal sürəti düsturunun üst yarısıdır.
İmperatorluq sistemində bu qüvvə cismin lbfidir və adətən çəki adlanır. Daha doğrusu, kütləsi lbm -də saniyədə 32 fut dəfə. Metrik sistemdə qüvvə kütləsi qramla saniyədə 9,8 metr kvadratdır
Metod 3 /3: Müqaviməti təyin edin
Addım 1. Ortamın sıxlığını tapın
Yer atmosferinə düşən bir cisim üçün sıxlığı hündürlük və hava istiliyinə görə dəyişəcək. Düşən bir cismin terminal sürətini hesablamağı çox çətinləşdirir, çünki cisim yüksəkliyi itirdikcə havanın sıxlığı dəyişəcək. Bununla birlikdə paket kitablarında və digər istinadlarda hava sıxlığı hesablamalarına baxa bilərsiniz.
Kobud bir bələdçi olaraq, 15 ° C -də dəniz səviyyəsindəki havanın sıxlığı 1,225 kq/m3 -dir
Addım 2. Obyektin müqavimət əmsalını qiymətləndirin
Bu rəqəm bir cismin aerodinamik xüsusiyyətlərinə əsaslanır. Təəssüf ki, bunun hesablanması çox mürəkkəbdir və müəyyən elmi təxminlər etməkdən ibarətdir. Külək tünelləri və mürəkkəb aerodinamik riyaziyyat olmadan sürtünmə əmsalını özünüz hesablamağa çalışmayın. Bununla birlikdə, təxminən eyni formalı obyektlərə əsaslanaraq təxminlər axtarın.
Addım 3. Obyektin proqnozlaşdırılan sahəsini hesablayın
Bilməyiniz lazım olan son dəyişən obyektin ortanı vuran sahəsidir. Düşən bir cismin birbaşa altından baxıldığında görünən siluetini təsəvvür edin. Təyyarədə yansıtılan forma proyeksiya sahəsidir. Yenə də, sadə həndəsi cisimlər istisna olmaqla, hər hansı bir obyekt üçün hesablamaq çətin bir dəyərdir.
Addım 4. Aşağı cazibə qüvvəsinə qarşı sürükləmə qüvvəsini tapın
Bir cismin sürətini bilirsinizsə, amma sürüklənməsini bilmirsinizsə, sürtünmə qüvvəsini hesablamaq üçün bu düsturdan istifadə edə bilərsiniz. Formul (C*ρ*A*(v^2))/2 -dir.
İpuçları
- Sərbəst düşmə zamanı həqiqi terminal sürəti bir qədər dəyişəcək. Cisim yerin mərkəzinə yaxınlaşdıqca cazibə qüvvəsi bir qədər artır, lakin böyüklüyü əhəmiyyətsizdir. Cisim mühitə daha dərindən daxil olduqda mühitin sıxlığı artacaq. Bu təsir daha çox görünəcək. Paraşütçü düşmə əsnasında yavaşlayacaq, çünki hündürlük azaldıqca atmosfer daha da qalınlaşacaq.
- Açıq paraşüt olmasaydı, paraşütçü 210 mil/saat sürətlə yerə çırpılardı.
