Cara Menghitung Kecepatan Terminal

Kecepatan terminal menggambarkan titik keseimbangan dalam kinematika di mana gaya hambat atmosfer pada benda yang jatuh menjadi sama dan berlawanan dengan percepatan gravitasi. Dengan demikian, objek tidak dapat berakselerasi lebih jauh tanpa bantuan dari luar, dan telah mencapai kecepatan tertinggi yang mungkin dalam medium itu.

Tarik adalah fungsi dari aerodinamika objek yang dimaksud: payung akan jatuh jauh lebih lambat daripada rudal dengan berat yang sama. Kita dapat menggunakan persamaan kecepatan terminal untuk menghitung kecepatan benda pada titik ini.

Tentukan beratnyaWdari benda yang jatuh. Cara termudah untuk melakukannya biasanya mengukur kuantitas ini secara langsung. Anda juga dapat memperkirakan berat jika Anda mengetahui bahan dan dimensi konstruksi.

Hitung luas depanSEBUAHdari benda yang jatuh. Area frontal adalah area yang tampak menghadap ke arah jatuh. Anda dapat menentukan area ini dengan mengukur garis besar objek dari orientasi tersebut.

Misalnya, jika benda yang jatuh adalah kerucut, ujung kerucut akan mengarah lurus ke bawah, dan area depan akan tampak seperti lingkaran yang sama dengan luas alas lingkaran kerucut.

instagram story viewer

Tentukan koefisien dragCd dari benda yang jatuh. Anda biasanya dapat menghindari menghitung sendiri koefisien hambatan dengan mencari nilai perkiraan di buku referensi atau di Internet. Jika Anda membutuhkan nilai yang sangat tepat, Anda harus berkonsultasi dengan seorang insinyur.

Tentukan kerapatan atmosfer atmosphericρ medium yang akan dilalui benda tersebut. Jika mediumnya adalah udara, maka Anda harus tahu bahwa kerapatan udara berkurang dengan ketinggian, yang berarti terminal objek kecepatan akan berkurang saat semakin dekat ke tanah (di mana gas lebih padat dan mendorong kembali lebih keras, memberikan pengereman yang lebih kuat kekuasaan).

Dengan demikian Anda dapat menghitung kecepatan terminal pada satu ketinggian mana pun menggunakan matematika sederhana, tetapi untuk menghitung perubahannya dalam kecepatan terminal selama jatuh jarak jauh, Anda akan memerlukan penggunaan kalkulus atau empiris perkiraan.

Kepadatan udara juga berubah dengan cuaca; tidak ada nilai kerapatan yang seragam untuk ketinggian tertentu. Untuk mendapatkan pengukuran kerapatan udara yang paling akurat, Anda perlu mengalikan nilai kerapatan udara rata-rata dengan offset kondisi cuaca setempat.

Informasi atmosfer tersedia di Amerika Serikat dari National Weather Service, sebuah layanan dari National Oceanic and Atmospheric Administration.

dimanaWadalah berat benda,ρadalah densitas gas,SEBUAHadalah luas penampang benda, danCd adalah koefisien drag.

Dalam bahasa Inggris, kecepatan terminal objek sama dengan akar kuadrat dari hasil bagi dua kali berat benda produk dari area frontal objek, koefisien hambatannya, dan kerapatan gas dari media yang dilalui objek tersebut jatuh.

Teachs.ru
  • Bagikan
instagram viewer