วิธีการคำนวณความเร็วของเทอร์มินัล

ความเร็วปลายอธิบายจุดสมดุลในจลนศาสตร์ที่แรงดึงดูดของบรรยากาศบนวัตถุที่ตกลงมาจะเท่ากันและตรงข้ามกับความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ดังนั้น วัตถุไม่สามารถเร่งความเร็วต่อไปได้หากปราศจากความช่วยเหลือจากภายนอก และได้บรรลุความเร็วสูงสุดที่เป็นไปได้ในตัวกลางนั้น

การลากเป็นหน้าที่ของอากาศพลศาสตร์ของวัตถุที่เป็นปัญหา: ร่มจะตกลงมาช้ากว่าขีปนาวุธที่มีน้ำหนักเท่ากันมาก เราสามารถใช้สมการความเร็วปลายเพื่อคำนวณความเร็วของวัตถุ ณ จุดนี้

กำหนดน้ำหนักWของวัตถุที่ตกลงมา วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือการวัดปริมาณนี้โดยตรง คุณยังสามารถประเมินน้ำหนักได้หากคุณทราบวัสดุก่อสร้างและขนาด

คำนวณพื้นที่หน้าผากอาของวัตถุที่ตกลงมา บริเวณหน้าผาก คือ พื้นที่ปรากฏที่หันไปทางทิศตก คุณสามารถกำหนดพื้นที่นี้ได้โดยการวัดโครงร่างของวัตถุจากการวางแนวนั้น

ตัวอย่างเช่น ถ้าวัตถุที่ตกลงมาเป็นรูปทรงกรวย ปลายของกรวยจะชี้ลงตรงๆ และพื้นที่ด้านหน้าจะดูเหมือนเป็นวงกลมเท่ากับพื้นที่ของฐานวงกลมของกรวย

หาค่าสัมประสิทธิ์การลากd ของวัตถุที่ตกลงมา คุณสามารถหลีกเลี่ยงการคำนวณสัมประสิทธิ์การลากด้วยตัวเองได้โดยการค้นหาค่าโดยประมาณในหนังสืออ้างอิงหรือบนอินเทอร์เน็ต หากคุณต้องการค่าที่แม่นยำสูง คุณควรปรึกษาวิศวกร

กำหนดความหนาแน่นของบรรยากาศρ ของตัวกลางที่วัตถุจะตกลงมา ถ้าตัวกลางคืออากาศ คุณควรรู้ว่าความหนาแน่นของอากาศลดลงตามระดับความสูง ซึ่งหมายความว่าปลายของวัตถุ ความเร็วจะลดลงเมื่อเข้าใกล้พื้นมากขึ้น (ซึ่งก๊าซมีความหนาแน่นมากขึ้นและดันไปด้านหลังมากขึ้น ทำให้เบรกได้แรงขึ้น อำนาจ)

ดังนั้นคุณสามารถคำนวณความเร็วปลายที่ระดับความสูงใดก็ได้โดยใช้คณิตศาสตร์อย่างง่าย แต่คำนวณการเปลี่ยนแปลง ในความเร็วปลายของการตกทางไกล คุณจะต้องใช้แคลคูลัสหรือเชิงประจักษ์ การประมาณ

ความหนาแน่นของอากาศยังเปลี่ยนแปลงไปตามสภาพอากาศ ไม่มีค่าความหนาแน่นสม่ำเสมอสำหรับระดับความสูงที่กำหนด เพื่อให้ได้การวัดความหนาแน่นของอากาศที่แม่นยำที่สุด คุณจะต้องคูณค่าความหนาแน่นของอากาศเฉลี่ยด้วยการชดเชยสภาพอากาศในท้องถิ่น

ข้อมูลบรรยากาศมีให้บริการในสหรัฐอเมริกาจาก National Weather Service ซึ่งเป็นบริการของ National Oceanic and Atmospheric Administration

ที่ไหนWคือน้ำหนักของวัตถุρคือ ความหนาแน่นของก๊าซอาคือพื้นที่หน้าตัดของวัตถุ และd คือสัมประสิทธิ์การลาก

ในภาษาอังกฤษธรรมดา ความเร็วปลายของวัตถุเท่ากับสแควร์รูทของผลหารสองเท่าของน้ำหนักของวัตถุ ผลคูณของพื้นที่ด้านหน้าของวัตถุ ค่าสัมประสิทธิ์การลาก และความหนาแน่นของก๊าซของตัวกลางที่วัตถุอยู่ ตก

  • แบ่งปัน
instagram viewer