Οι φυσικοί παράγοντες που επηρεάζουν τα αλεξίπτωτο

Ένα αλεξίπτωτο είναι ένας από τους πιο οπτικούς τρόπους για να κατανοήσουμε τη δύναμη της βαρύτητας και του αέρα και πώς μπορούν να λειτουργήσουν ο ένας εναντίον του άλλου. Ένα αλεξίπτωτο καθιστά το φαινομενικά αδύνατο, όπως το άλμα με ασφάλεια από ένα αεροπλάνο. Επιτρέπει στον χρήστη να αξιοποιεί τον αέρα για να ελέγχει και να επιβραδύνει την κάθοδο του.

Ένα αλεξίπτωτο είναι ένα μήκος από ελαφρύ ύφασμα που συνδέεται με ένα βαρύτερο αντικείμενο, όπως ένα ανθρώπινο σώμα. Καθώς η βαρύτητα λειτουργεί για να τραβήξει το αντικείμενο προς τη Γη, το αλεξίπτωτο ανοίγει, απελευθερώνοντας το ύφασμα που λειτουργεί ενάντια στη βαρύτητα, επιβραδύνοντάς το. Το αλεξίπτωτο, φυσικά, δεν σταματά τη βαρύτητα. Το αντικείμενο φτάνει τελικά στο έδαφος. Το αλεξίπτωτο το επιβραδύνει αρκετά ώστε το αντικείμενο να προσγειώνεται πολύ πιο απαλά από ό, τι χωρίς ένα. Τα αλεξίπτωτο μειώνουν τη βαρύτητα στο σημείο που ένα ανθρώπινο σώμα μπορεί να πέσει με ασφάλεια από ένα αεροπλάνο κατά τη χρήση ενός.

Όταν ανοίγει ένα αλεξίπτωτο, είναι μια δεύτερη δύναμη που λειτουργεί ενάντια στη βαρύτητα. Αυτή είναι η αντίσταση στον αέρα. Ο αέρας συλλέγεται κάτω από το αλεξίπτωτο υφάσματος, ωθώντας το καθώς η βαρύτητα τραβά το βαρύ αντικείμενο που είναι προσκολλημένο σε αυτό. Αυτή η ώθηση επιβραδύνει την πτώση του αντικειμένου αντιστέκοντας τον αέρα κάτω από το αλεξίπτωτο. Η αντίσταση στον αέρα είναι μια μη συντηρητική δύναμη, καθώς η εργασία που κάνει εξαρτάται από την προς τα κάτω κίνηση του βαριού αντικειμένου που τραβιέται από τη βαρύτητα προς τη Γη.

Όταν πέφτει ένα βαρύ αντικείμενο, φτάνει σε μια ταχύτητα που ονομάζεται τερματική ταχύτητα. Αυτή είναι η ταχύτητα που το αντικείμενο θα συνεχίσει να πέφτει εκτός αν κάτι το σταματήσει. Για παράδειγμα, η προσγείωση στο έδαφος τελειώνει την τελική ταχύτητα. Το άνοιγμα ενός αλεξίπτωτου αλλάζει την ταχύτητα του τερματικού, καθιστώντας το πολύ πιο αργό από την τελική ταχύτητα ενός αντικειμένου σε ελεύθερη πτώση. Το ανοιχτό αλεξίπτωτο έχει ως αποτέλεσμα αντίσταση στον αέρα που είναι μεγαλύτερη από το τράβηγμα της βαρύτητας. Η ταχύτητα του τερματικού μειώνεται έως ότου υπάρξει πάλι μια ισορροπία, η οποία συμβαίνει με ταχύτητα αρκετά αργή ώστε το αντικείμενο που πέφτει να κάνει ασφαλή προσγείωση

Πειραματιστείτε με τη βαρύτητα, την αντίσταση του αέρα και την ταχύτητα του τερματικού κάνοντας το δικό σας μικροσκοπικό αλεξίπτωτο. Τρυπήστε τέσσερις ίσες αποστάσεις γύρω από το χείλος ενός χαρτιού. Δέστε το μήκος σε κάθε μία από τις τρύπες και συνδέστε τα άλλα άκρα στις γωνίες ενός αλεξίπτωτου κομμένου από μια πλαστική σακούλα. Σταθείτε σε μια σκάλα και ρίξτε το κύπελλο. Ίσως χρειαστεί να πειραματιστείτε με το μέγεθος και το σχήμα του αλεξίπτωτου και τα μήκη των χορδών για να μπορέσετε να στείλετε αξιόπιστα το κύπελλο προς τα κάτω χωρίς να χύσετε τις πένες.