Kako izračunati končno hitrost

Terminalna hitrost opisuje ravnotežno točko v kinematiki, kjer zračni upor padajočega predmeta zaradi gravitacije postane enak in nasproten pospešku. Tako objekt brez zunanje pomoči ne more nadalje pospeševati in je v tem mediju dosegel najvišjo možno hitrost.

Vlečenje je funkcija aerodinamike zadevnega predmeta: dežnik bi padel veliko počasneje kot raketa z enako težo. Za izračun hitrosti predmeta na tej točki lahko uporabimo končno enačbo hitrosti.

Določite težoWpadajočega predmeta. Najlažji način za to je običajno neposredno merjenje te količine. Težo lahko ocenite tudi, če poznate gradbene materiale in mere.

Izračunajte čelno površinoApadajočega predmeta. Čelno območje je navidezno območje, obrnjeno v smeri padca. To območje lahko določite tako, da izmerite obris predmeta iz te usmeritve.

Če bi bil na primer padajoči predmet stožec, bi konica stožca kazala naravnost navzdol, čelno območje pa bi bilo videti kot krog, enak površini krožne osnove stožca.

Določite koeficient uporaCd padajočega predmeta. Običajno se lahko izognete sami izračunu koeficienta upora, tako da poiščete približno vrednost v priročniku ali na internetu. Če potrebujete zelo natančno vrednost, se posvetujte z inženirjem.

instagram story viewer

Določite atmosfersko gostotoρ medija, skozi katerega bo predmet padel. Če je medij zrak, potem morate vedeti, da se gostota zraka zmanjšuje z nadmorsko višino, kar pomeni, da je terminal objekta hitrost se bo zmanjšala, ko se približuje tlom (kjer je plin gostejši in močneje potiska nazaj, kar zagotavlja močnejše zaviranje moč).

Tako lahko s preprosto matematiko izračunate končno hitrost na kateri koli nadmorski višini, vendar za izračun spremembe pri končni hitrosti pri padcu na dolge razdalje boste potrebovali uporabo računa ali empirično približki.

Gostota zraka se spreminja tudi z vremenom; za določeno nadmorsko višino ni enotne vrednosti gostote. Za najbolj natančne meritve gostote zraka boste morali povprečne vrednosti gostote zraka pomnožiti z lokalnimi odmiki vremenskih razmer.

Informacije o atmosferi so v ZDA na voljo pri Nacionalni vremenski službi, službi Nacionalne uprave za oceane in atmosfero.

kjeWje teža predmeta,ρje gostota plina,Aje površina prečnega prereza predmeta inCd je koeficient upora.

V preprosti angleščini je končna hitrost predmeta enaka kvadratnemu korenu količnika dvakratne teže predmeta nad zmnožek čelne površine predmeta, koeficient upora in gostoto plina medija, skozi katerega je objekt padec.

Teachs.ru
  • Deliti
instagram viewer