ปัจจัยทางกายภาพที่มีผลต่อร่มชูชีพ

ร่มชูชีพเป็นหนึ่งในวิธีที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดในการทำความเข้าใจพลังของแรงโน้มถ่วงและอากาศ และวิธีที่พวกมันสามารถต่อสู้กันเองได้ ร่มชูชีพทำให้สิ่งที่ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้ เช่น การกระโดดอย่างปลอดภัยจากเครื่องบิน เป็นไปได้ อนุญาตให้ผู้ใช้ควบคุมอากาศเพื่อควบคุมและชะลอการสืบเชื้อสายของเขา

ร่มชูชีพคือความยาวของผ้าที่มีน้ำหนักเบาติดอยู่กับวัตถุที่หนักกว่า เช่น ร่างกายมนุษย์ ในขณะที่แรงโน้มถ่วงทำงานเพื่อดึงวัตถุเข้าหาโลก ร่มชูชีพจะเปิดออก ปล่อยผ้าที่ต้านแรงโน้มถ่วงและทำให้ช้าลง แน่นอนว่าร่มชูชีพไม่ได้หยุดแรงโน้มถ่วง ในที่สุดวัตถุก็ถึงพื้น ร่มชูชีพช้าลงมากพอที่วัตถุจะตกลงอย่างนุ่มนวลกว่าที่ไม่มีร่มชูชีพ ร่มชูชีพลดแรงโน้มถ่วงจนถึงจุดที่ร่างกายมนุษย์สามารถตกจากเครื่องบินได้อย่างปลอดภัยขณะใช้

เมื่อร่มชูชีพกางออก จะเป็นแรงที่สองที่ต้านแรงโน้มถ่วง นี่คือแรงต้านของอากาศ อากาศสะสมอยู่ใต้ร่มชูชีพที่เป็นผ้า ดันขึ้นเมื่อแรงโน้มถ่วงดึงวัตถุหนักที่ติดอยู่ลงไป การผลักนี้จะทำให้วัตถุตกลงมาช้าลงโดยการต้านอากาศใต้ร่มชูชีพ แรงต้านของอากาศเป็นแรงที่ไม่อนุรักษ์ โดยงานที่ทำนั้นขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ลงของวัตถุหนักที่แรงโน้มถ่วงดึงเข้าหาโลก

เมื่อวัตถุหนักตกลงมา มันจะไปถึงความเร็วที่เรียกว่าความเร็วปลาย (terminal velocity) นี่คือความเร็วที่วัตถุจะยังคงตกต่อไปจนกว่าจะมีบางสิ่งหยุดมัน ตัวอย่างเช่น การลงจอดบนพื้นจะสิ้นสุดความเร็วปลายทาง การเปิดร่มชูชีพจะเปลี่ยนความเร็วปลาย ทำให้ช้ากว่าความเร็วปลายของวัตถุในการตกอย่างอิสระมาก ร่มชูชีพแบบเปิดส่งผลให้เกิดแรงต้านของอากาศที่มากกว่าแรงโน้มถ่วง ความเร็วปลายทางลดลงจนกว่าจะกลับมาสมดุลอีกครั้ง ซึ่งเกิดขึ้นที่ความเร็วช้าพอที่วัตถุที่ตกลงมาจะลงจอดได้อย่างปลอดภัย

ทดลองกับแรงโน้มถ่วง แรงต้านอากาศ และความเร็วปลายด้วยการทำร่มชูชีพจิ๋วของคุณเอง เจาะรูสี่รูที่เท่ากันรอบขอบถ้วยกระดาษ ผูกความยาวของรูแต่ละรู แล้วติดปลายอีกด้านที่มุมของร่มชูชีพที่ตัดจากถุงพลาสติกของชำ ยืนบนบันไดแล้ววางถ้วย คุณอาจต้องทดลองกับขนาดและรูปร่างของร่มชูชีพและความยาวของสายก่อนที่คุณจะสามารถส่งถ้วยลงมาได้อย่างน่าเชื่อถือโดยไม่ทำให้เพนนีหก