A keni menduar ndonjëherë pse parashutistët arrijnë shpejtësinë e plotë kur bien, kur forca e gravitetit në një vakum do të bëjë që objektet të përshpejtohen në mënyrë uniforme? Një objekt që bie do të arrijë një shpejtësi konstante kur ka një forcë tërheqëse, siç është tërheqja e ajrit. Forca e ushtruar nga graviteti pranë një trupi të madh është zakonisht konstante, por forcat, siç është rezistenca e ajrit, rriten më shpejt me rënien e objektit. Nëse lejohet të bjerë lirshëm për një kohë mjaft të gjatë, objekti në rënie do të arrijë një shpejtësi ku forca e fërkimit bëhet e barabartë me forcën gravitacionale, dhe të dy do të anulojnë njëri -tjetrin jashtë, duke bërë që objekti të bjerë me të njëjtën shpejtësi derisa të godasë toka Kjo shpejtësi quhet shpejtësia përfundimtare.
Hapi
Metoda 1 nga 3: Gjetja e Shpejtësisë Terminale
Hapi 1. Përdorni formulën e shpejtësisë përfundimtare, v = rrënja katrore e ((2*m*g)/(ρ*A*C))
Lidhni vlerat e mëposhtme në formulë për të gjetur v, shpejtësinë përfundimtare.
- m = masa e objektit që bie
- g = nxitimi për shkak të gravitetit. Në Tokë, ky nxitim është rreth 9.8 metra për sekondë në sekondë.
- = dendësia e lëngut nëpër të cilin kalon objekti në rënie.
- A = zona e projektuar e objektit. Kjo nënkupton zonën e objektit nëse e projektoni atë në një aeroplan që është pingul me drejtimin në të cilin objekti po lëviz.
- C = Koeficienti i rezistencës. Ky numër varet nga forma e objektit. Sa më aerodinamik të jetë objekti, aq më i vogël është koeficienti. Këtu mund të gjeni disa koeficientë të përafërt të tërheqjes.
Metoda 2 nga 3: Gjeni Forcën e Gravitetit
Hapi 1. Gjeni masën e objektit që bie
Kjo masë preferohet të matet në gram ose kilogram, në sistemin metrik.
Nëse përdorni sistemin perandorak, mbani mend se paundi nuk është në të vërtetë një njësi e masës, por e forcës. Njësia e masës në sistemin perandorak është masa paund (lbm), e cila nën ndikimin e forcës gravitacionale të sipërfaqes së tokës, do të ndiejë një forcë prej 32 kilogramësh (lbf). Për shembull, nëse një person peshon 160 kilogramë në tokë, ai person në të vërtetë ndjen 160 lbf, por masa është 5 lbm
Hapi 2. Njihni nxitimin për shkak të gravitetit të Tokës
Shumë afër tokës për të kapërcyer rezistencën e ajrit, ky nxitim është 9.8 metra në sekondë në katror, ose 32 këmbë në sekondë në katror.
Hapi 3. Llogaritni tërheqjen gravitacionale poshtë
Forca që tërheq një objekt poshtë është e barabartë me masën e objektit sa herë nxitimin për shkak të gravitetit, ose F = Ma. Ky numër, shumëzuar me dy, është gjysma e sipërme e formulës së shpejtësisë terminale.
Në sistemin perandorak, kjo forcë është lbf e objektit, një numër që zakonisht quhet pesha. Më saktësisht, masa në lbm herë 32 këmbë në sekondë në katror. Në sistemin metrik, forca është masë në gram herë 9.8 metra në sekondë në katror
Metoda 3 nga 3: Përcaktoni Rezistencën
Hapi 1. Gjeni dendësinë e mediumit
Për një objekt që bie në atmosferën e Tokës, dendësia e tij do të ndryshojë me lartësinë dhe temperaturën e ajrit. Kjo e bën llogaritjen e shpejtësisë përfundimtare të një objekti në rënie shumë të vështirë, sepse dendësia e ajrit do të ndryshojë ndërsa objekti humbet lartësinë. Sidoqoftë, mund të shikoni vlerësimet e densitetit të ajrit në librat e paketave dhe referencat e tjera.
Si një udhëzues i përafërt, dendësia e ajrit në nivelin e detit në 15 ° C është 1,225 kg/m3
Hapi 2. Vlerësoni koeficientin e rezistencës së objektit
Ky numër bazohet në atë se sa aerodinamik është një objekt. Fatkeqësisht, kjo është shumë e komplikuar për t'u llogaritur dhe përfshin bërjen e vlerësimeve të caktuara shkencore. Mos u përpiqni të llogaritni koeficientin e tërheqjes vetë pa ndihmën e tuneleve të erës dhe matematikës së ndërlikuar aerodinamike. Sidoqoftë, kërkoni vlerësime bazuar në objekte që janë pothuajse identike në formë.
Hapi 3. Llogaritni zonën e projektuar të objektit
Ndryshorja e fundit që duhet të dini është zona e objektit që godet mediumin. Imagjinoni siluetën e një objekti në rënie që është e dukshme kur shihet drejtpërdrejt nga poshtë objektit. Forma, e cila projektohet në një rrafsh, është zona e projeksionit. Përsëri, kjo është një vlerë e vështirë për t'u llogaritur për çdo objekt, përveç objekteve të thjeshta gjeometrike.
Hapi 4. Gjeni forcën e tërheqjes kundër tërheqjes gravitacionale në rënie
Nëse e dini shpejtësinë e një objekti, por nuk e njihni tërheqjen e tij, mund ta përdorni këtë formulë për të llogaritur forcën e tërheqjes. Formula është (C*ρ*A*(v^2))/2.
Këshilla
- Shpejtësia aktuale e terminalit do të ndryshojë pak gjatë rënies së lirë. Graviteti rritet pak kur objekti afrohet me qendrën e tokës, por madhësia e tij është e papërfillshme. Dendësia e mediumit do të rritet ndërsa objekti futet më thellë në medium. Ky efekt do të jetë më i dukshëm. Një parashutist në fakt do të ngadalësohet gjatë vjeshtës sepse atmosfera bëhet më e trashë me uljen e lartësisë.
- Pa një parashutë të hapur, një parashutist do të godiste tokën me 130 kilometra në orë (210 km/orë).
