Bagaimana Mengira Velocity Terminal

Posted on
Pengarang: Judy Howell
Tarikh Penciptaan: 25 Julai 2021
Tarikh Kemas Kini: 15 November 2024
Anonim
Drag Force and Terminal Velocity
Video.: Drag Force and Terminal Velocity

Halaju terminal menggambarkan titik keseimbangan dalam kinematik di mana seretan atmosfera pada objek jatuh menjadi sama dan bertentangan dengan pecutan akibat graviti. Oleh itu, objek tidak boleh mempercepatkan lagi tanpa bantuan luar, dan telah mencapai halaju yang paling tinggi dalam medium itu.

Seret adalah fungsi aerodinamik objek yang dimaksudkan: payung akan jatuh lebih perlahan daripada peluru berpandu berat yang sama. Kita boleh menggunakan persamaan halaju terminal untuk mengira kelajuan objek pada titik ini.

    Tentukan berat badan W objek jatuh. Cara termudah untuk melakukan ini biasanya untuk mengukur kuantiti ini secara langsung. Anda juga boleh menganggarkan berat badan jika anda mengetahui bahan binaan dan dimensi.

    Kirakan kawasan hadapan A objek jatuh. Kawasan depan adalah kawasan yang jelas menghadap ke arah jatuh. Anda boleh menentukan kawasan ini dengan mengukur garis besar objek dari orientasi itu.

    Sebagai contoh, jika objek jatuh adalah kerucut, ujung kerucut itu akan menunjuk ke bawah ke bawah, dan kawasan depan akan muncul sebagai lingkaran yang sama dengan kawasan pangkal pekeliling kon.

    Tentukan pekali seretan Cd objek jatuh. Anda biasanya boleh mengelakkan daripada mengira pekali seretan sendiri dengan melihat nilai anggaran dalam buku rujukan atau di Internet. Jika anda memerlukan nilai yang sangat tepat, anda harus berunding dengan seorang jurutera.

    Tentukan ketumpatan atmosfera ρ dari medium di mana objek akan jatuh. Sekiranya medium adalah udara, maka anda harus tahu bahawa ketumpatan udara berkurangan dengan ketinggian, yang bermaksud bahawa objek terminal halaju akan berkurang apabila ia semakin dekat dengan tanah (di mana gas itu lebih padat dan menolak kembali lebih keras, memberikan kekuatan brek yang lebih kuat) .

    Oleh itu, anda boleh mengira halaju terminal di mana-mana ketinggian menggunakan matematik ringkas, tetapi untuk mengira perubahan dalam halaju terminal pada kejatuhan jarak jauh, anda akan memerlukan penggunaan kalkulus atau anggaran empirikal.

    Ketumpatan udara juga berubah dengan cuaca; tidak ada nilai kepadatan seragam untuk ketinggian yang diberikan. Untuk mendapatkan pengukuran kepadatan udara yang paling tepat, anda perlu mengalikan nilai ketumpatan udara purata dengan keadaan cuaca setempat.

    Maklumat atmosfera boleh didapati di Amerika Syarikat dari Perkhidmatan Cuaca Kebangsaan, perkhidmatan Pentadbiran Lautan Pasifik dan Atmosfera Negara.

    Untuk mana-mana ketinggian yang diberikan, persamaan halaju terminal ialah:

    Vt = 1/2

    di mana W adalah berat benda, ρ adalah kepadatan gas, A adalah luas keratan rentas objek, dan Cd adalah pekali seret.

    Dalam bahasa Inggeris biasa, halaju terminal objek adalah sama dengan akar kuadrat dari dua kali objek berat ke atas produk objek frontal area, pekali seretnya, dan ketumpatan gas medium yang melaluinya objek jatuh. .