Kailanman nagtaka kung bakit ang mga parachutist sa huli ay maabot ang buong bilis kapag nahuhulog sila, kung kailan ang lakas ng grabidad sa isang vacuum ay magdudulot ng mga bagay na bumilis nang pantay? Ang isang nahuhulog na bagay ay maaabot ang isang pare-pareho sa bilis kapag mayroong isang puwersa ng pag-drag, tulad ng pag-drag ng hangin. Ang puwersang ipinataw ng gravity malapit sa isang malaking katawan ay karaniwang pare-pareho, ngunit ang mga puwersa, tulad ng paglaban ng hangin, ay mas mabilis na tumataas nang mahulog ang bagay. Kung pinapayagan na malayang mahulog sa sapat na mahabang panahon, ang nahuhulog na bagay ay aabot sa isang bilis kung saan ang puwersa ng pagkikiskisan ay magiging pantay sa puwersa ng gravitational, at magkakansela ang dalawa, na magiging sanhi ng pagbagsak ng bagay sa parehong bilis hanggang sa tumama ito sa lupa. Ang bilis na ito ay tinatawag na bilis ng terminal.
Hakbang
Paraan 1 ng 3: Paghahanap ng Bilis ng Terminal
Hakbang 1. Gamitin ang formula ng bilis ng terminal, v = square root ng ((2 * m * g) / (ρ * A * C))
I-plug ang mga sumusunod na halaga sa formula upang makahanap ng v, ang bilis ng terminal.
- m = masa ng nahuhulog na bagay
- g = pagbilis dahil sa gravity. Sa Earth, ang acceleration na ito ay tungkol sa 9.8 metro bawat segundo bawat segundo.
- = density ng likido kung saan dumaan ang nahuhulog na bagay.
- A = inaasahang lugar ng bagay. Ito ay nangangahulugang ang lugar ng bagay kung iyong ipinain ito sa isang eroplano na patayo sa direksyon kung saan gumagalaw ang bagay.
- C = Coefficient ng paglaban. Ang bilang na ito ay nakasalalay sa hugis ng bagay. Ang mas maraming aerodynamic na bagay, mas maliit ang coefficient. Maaari kang makahanap ng ilang tinatayang drag coefficients dito.
Paraan 2 ng 3: Hanapin ang puwersa ng Gravity
Hakbang 1. Hanapin ang masa ng nahuhulog na bagay
Ang masa na ito ay mas mabuti na sinusukat sa gramo o kilo, sa sistemang panukat.
Kung gumagamit ka ng sistemang imperyal, tandaan na ang libra ay hindi talagang isang yunit ng masa, ngunit ng lakas. Ang yunit ng masa sa sistemang imperyal ay ang pound-mass (lbm), na sa ilalim ng impluwensya ng gravitational force ng ibabaw ng mundo, ay makakaramdam ng puwersa na 32 pounds-force (lbf). Halimbawa, kung ang isang tao ay may bigat na 160 pounds sa lupa, ang taong iyon ay talagang nakakaramdam ng 160 lbf, ngunit ang masa ay 5 lbm
Hakbang 2. Alamin ang pagbilis dahil sa gravity ng Earth
Sapat na malapit sa lupa upang mapagtagumpayan ang paglaban ng hangin, ang acceleration na ito ay 9.8 metro bawat segundo na parisukat, o 32 talampakan bawat segundo na parisukat.
Hakbang 3. Kalkulahin ang pababang gravitational pull
Ang puwersa na kumukuha ng isang bagay pababa ay katumbas ng dami ng bagay na ulit ng pagbilis dahil sa gravity, o F = Ma. Ang numerong ito, pinarami ng dalawa, ay ang nangungunang kalahati ng formula ng bilis ng terminal.
Sa sistemang imperyal, ang puwersang ito ay ang lbf ng bagay, isang bilang na karaniwang tinatawag na bigat. Mas tiyak, ang masa sa lbm beses 32 talampakan bawat segundo na parisukat. Sa sistemang panukat, ang puwersa ay masa sa gramo nang 9.8 metro bawat segundo na parisukat
Paraan 3 ng 3: Tukuyin ang Paglaban
Hakbang 1. Hanapin ang density ng daluyan
Para sa isang bagay na nahuhulog sa himpapawid ng Earth, ang density nito ay magbabago sa altitude at temperatura ng hangin. Napakahirap nitong makalkula ang tulin ng terminal ng isang bumabagsak na bagay, sapagkat ang density ng hangin ay magbabago habang nawawalan ng altitude ang bagay. Gayunpaman, maaari kang tumingin ng mga pagtatantya ng density ng hangin sa mga libro sa pakete at iba pang mga sanggunian.
Bilang isang magaspang na gabay, ang density ng hangin sa antas ng dagat sa 15 ° C ay 1,225 kg / m3
Hakbang 2. Tantyahin ang coefficient ng paglaban ng bagay
Ang bilang na ito ay batay sa kung paano ang aerodynamic ng isang bagay. Sa kasamaang palad, ito ay napaka-kumplikado upang makalkula, at nagsasangkot ng paggawa ng ilang mga estima ng pang-agham. Huwag subukang kalkulahin ang coefficient ng drag sa iyong sarili nang walang tulong ng mga tunnels ng hangin at kumplikadong aerodynamic math. Gayunpaman, humingi ng mga pagtatantya batay sa mga bagay na halos magkapareho ang hugis.
Hakbang 3. Kalkulahin ang inaasahang lugar ng bagay
Ang huling variable na kailangan mong malaman ay ang lugar ng object na tumatama sa daluyan. Isipin ang silweta ng isang nahuhulog na bagay na nakikita kapag tiningnan nang direkta mula sa ibaba ng bagay. Ang hugis, na inaasahang sa isang eroplano, ay ang lugar ng projection. Muli, ito ay isang mahirap na halaga upang makalkula para sa anumang object, maliban sa simpleng mga geometric na bagay.
Hakbang 4. Hanapin ang puwersa ng drag laban sa pababang gravitational pull
Kung alam mo ang bilis ng isang bagay, ngunit hindi mo alam ang pag-drag nito, maaari mong gamitin ang formula na ito upang makalkula ang puwersa ng drag. Ang pormula ay (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.
Mga Tip
- Ang aktwal na bilis ng terminal ay magbabago nang bahagya sa panahon ng freefall. Bahagyang tumataas ang gravity habang papalapit ang bagay sa gitna ng mundo, ngunit ang kalakasan nito ay bale-wala. Ang kakapalan ng daluyan ay tataas habang lumalalim ang bagay sa daluyan. Ang epekto na ito ay magiging mas nakikita. Ang isang parachutist ay talagang babagal sa panahon ng taglagas dahil ang kapal ng kapaligiran ay nagiging mas makapal habang ang altitude ay bumababa.
- Nang walang bukas na parachute, isang parachutist ang tatama sa lupa sa 130 milya / h (210 km / h).
