תוֹכֶן

• צעדים
• שיטה 1 מתוך 3: חישוב מגבלת מהירות
• שיטה 2 מתוך 3: חישוב הכבידה
• שיטה 3 מתוך 3: קביעת כוחות ההתנגדות
• טיפים
• מאמרים נוספים

האם תהיתם פעם מדוע צניחות חופשיות מגיעות למהירות הגבוהה ביותר כשהן נופלות, למרות שכוח המשיכה בחלל ריק גורם לגוף להאיץ כל הזמן? גוף נופל מגיע למהירותו המרבית כאשר יש איזשהו כוח מעכב, כגון התנגדות אוויר. כוח הכובד פועל על גוף בעל ערך קבוע, אך כוח ההתנגדות האווירית עולה עם עלייה במהירות הנפילה של הגוף. אם הנפילה החופשית נמשכת מספיק זמן, אז מהירות נפילת הגוף תגיע לערך כזה שבו כוח ההתנגדות הופך שווה לכוח הכבידה, וכוחות אלו יפצו זה את זה; כתוצאה מכך, הגוף ימשיך ליפול במהירות קבועה עד שהוא נוגע בקרקע. מהירות זו נקראת מהירות מרבית.

צעדים

שיטה 1 מתוך 3: חישוב מגבלת מהירות

1. 1 נוסחה למציאת המהירות המגבילה: v = שורש ריבועי של ((2 * m * g) / (ρ * A * C)). חבר את ערכי המשתנים כדי למצוא את מגבלת המהירות v.
   • m = מסה של הגוף הנופל.
   • g = האצה עקב כוח הכבידה. בכדור הארץ, הוא שווה בערך ל -9.8 מ ' / s2.
   • ρ = צפיפות הנוזל בו הגוף נופל.
   • A = אזור הקרנת הגוף. זהו שטח אזור הגוף בניצב לכיוון התנועה של הגוף.
   • C = מקדם גרירה. זה תלוי בצורת הגוף. ככל שהצורה יעילה יותר, כך המקדם נמוך יותר.

שיטה 2 מתוך 3: חישוב הכבידה

1. 1 מצא את המסה של הגוף הנופל. במערכת המטרית הוא נמדד בגרמים או קילוגרמים.
2. 2 הגדר את התאוצה עקב כוח הכבידה. במרחק קרוב מספיק לאדמה כדי להיתקל בהתנגדות אוויר, ערך זה הוא 9.8 מ ' / ש'.
3. 3 חשב את כוח הכובד. הוא שווה למסת הגוף המוכפלת בתאוצה עקב כוח הכבידה F = m * g.

שיטה 3 מתוך 3: קביעת כוחות ההתנגדות

1. 1 מצא את צפיפות המדיום. עבור גוף הנופל באטמוספירה של כדור הארץ, הצפיפות תשתנה בהתאם לגובה וטמפרטורת האוויר. זה הופך את חישוב המהירות המגבילה של גוף הנופל בחופשיות לקשה במיוחד, שכן צפיפות האוויר משתנה ככל שהגוף מתקרב לקרקע. עם זאת, תוכל למצוא ערכים משוערים לצפיפות האוויר בספרי לימוד או במקורות אחרים.
   • כהנחיה, צפיפות האוויר בגובה פני הים בטמפרטורה של 15 ° C היא 1.225 ק"ג / מ"ק.
2. 2 העריכו את מקדם הגרירה של הגוף. מספר זה תלוי בהתייעלות הגוף. למרבה הצער, זוהי כמות קשה מאוד לחישוב והיא כרוכה בהנחות הנחות מדעיות מסוימות. אל תנסה לחשב את מקדם הגרירה ללא עזרת מנהרת רוח וכמה חישובים אווירודינמיים מסובכים. במקום זאת, קחו ערך גוף מוכן בדומה לצורכם.
3. 3 חשב את השטח המוקרן של האובייקט. המשתנה האחרון שעליך למצוא הוא אזור החתך של הגוף. תארו לעצמכם צללית של גוף נופל מלמעלה. יש למצוא את השטח של צללית זו (אזור הקרנה), המוקרן על המטוס. שוב, זהו ערך קשה לחישוב, למעט גופים בעלי צורה פשוטה.
4. 4 מצא את כוח ההתנגדות שהוא ההפך מכוח הכבידה. אם אתה יודע את מהירות הגוף, אז כוח ההתנגדות נמצא על ידי הנוסחה: (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.

טיפים

• נופל ללא מצנח, אדם פוגע בקרקע במהירות של כ -240 קמ"ש.
• המהירות המגבילה למעשה משתנה מעט במהלך הנפילה החופשית. כוח הכובד עולה ככל שהגוף מתקרב למרכז כדור הארץ, אך ניתן להתעלם מכך. צפיפות המדיום עולה עם ירידה בגובה הנפילה. זוהי השפעה ניכרת הרבה יותר. הצניחה למעשה תאט את הקצב עם נפילתו, מכיוון שצפיפות האטמוספירה תגדל באופן דרמטי עם ירידת המרחק לכדור הארץ.

מאמרים נוספים

איך לקרוא קומיקס של מנגה כיצד למנוע מהקרח להימס לאורך זמן איך לתאר את עצמך כאדם איך לנהל יומן כיצד ליצור ביוגרפיה של דמויות מפורטות איך להתחכם איך להבין לפי השעון איך להקים מדינה משלכם איך להפסיק למלמל ולדבר בבהירות כיצד ניתן לדעת אם הירח שעווה או דועך כיצד לזכור את הטבלה המחזורית איך לעזור למי שנכשל בבחינה או במבחן כיצד לפתוח בדיסקרטיות מעטפה אטומה כיצד להתכונן למבחני הכניסה