終端速度の計算方法

終端速度は、落下する物体の大気抗力が重力による加速度と等しく反対になる運動学の平衡点を表します。 したがって、オブジェクトは外部の支援なしではそれ以上加速することはできず、その媒体で可能な最高速度に達しました。

抗力は、問題のオブジェクトの空気力学の関数です。傘は、同じ重量のミサイルよりもはるかにゆっくりと落下します。 終端速度方程式を使用して、この時点でのオブジェクトの速度を計算できます。

重量を決定するW落下物の。 これを行う最も簡単な方法は、通常、この量を直接測定することです。 建材や寸法がわかれば、重量も見積もることができます。

正面の面積を計算するA落下物の。 正面領域は、落下方向を向いている見かけの領域です。 その方向からオブジェクトの輪郭を測定することにより、この領域を決定できます。

たとえば、落下するオブジェクトが円錐の場合、円錐の先端は真下を向き、正面の領域は円錐の円形の底面の領域に等しい円のように見えます。

抗力係数を決定するCd 落下物の。 通常、参考書やインターネットでおおよその値を調べることで、抗力係数を自分で計算する必要がなくなります。 非常に正確な値が必要な場合は、エンジニアに相談する必要があります。

大気密度を決定するρ オブジェクトが落下する媒体の。 媒体が空気の場合、空気密度は高度とともに減少することを知っておく必要があります。これは、オブジェクトの端末を意味します。 地面に近づくにつれて速度が低下します(ガスがより密になり、より強く押し戻され、より強力なブレーキがかかります) パワー)。

したがって、簡単な数学を使用して任意の1つの高度での終端速度を計算できますが、変化を計算するには 長距離落下時の終端速度では、微積分または経験的使用が必要になります 近似。

空気の密度も天候によって変化します。 特定の高度に対して均一な密度値はありません。 空気密度の最も正確な測定値を取得するには、平均空気密度値に地域の気象条件のオフセットを掛ける必要があります。

大気情報は、米国海洋大気庁のサービスであるNational WeatherServiceから米国で入手できます。

どこWはオブジェクトの重量です。ρはガスの密度です。Aはオブジェクトの断面積であり、Cd は抗力係数です。

平易な英語では、オブジェクトの終端速度は、オブジェクトの重量の2倍の商の平方根に等しくなります。 オブジェクトの正面領域、その抗力係数、およびオブジェクトが通過する媒体のガス密度の積 落下。

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