Umewahi kujiuliza kwa nini parachutists mwishowe hufikia kasi kamili wakati wanaanguka, wakati nguvu ya mvuto kwenye utupu itasababisha vitu kuharakisha sare? Kitu kinachoanguka kitafikia kasi ya mara kwa mara wakati kuna nguvu ya kuvuta, kama vile kuvuta hewa. Nguvu inayotumiwa na mvuto karibu na mwili mkubwa kawaida huwa ya kawaida, lakini nguvu, kama vile upinzani wa hewa, huongezeka haraka zaidi wakati kitu kinaanguka. Ikiwa inaruhusiwa kuanguka kwa uhuru kwa muda mrefu wa kutosha, kitu kinachoanguka kitafikia kasi ambapo nguvu ya msuguano inakuwa sawa na nguvu ya uvuto, na hao wawili wataghairiana, na kusababisha kitu kuanguka kwa kasi ile ile mpaka itakapopiga ardhi. Kasi hii inaitwa kasi ya wastaafu.
Hatua
Njia 1 ya 3: Kupata kasi ya Kituo
Hatua ya 1. Tumia fomula ya kasi ya wastaafu, v = mzizi wa mraba wa ((2 * m * g) / (ρ * A * C))
Chomeka maadili yafuatayo katika fomula ya kupata v, kasi ya wastaafu.
- m = umati wa kitu kinachoanguka
- g = kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto. Duniani, kasi hii ni karibu mita 9.8 kwa sekunde kwa sekunde.
- = wiani wa maji ambayo kitu kinachoanguka hupita.
- Eneo lililopangwa la kitu. Hii inamaanisha eneo la kitu ikiwa unaipangilia kwenye ndege ambayo inaelekezwa kwa mwelekeo ambao kitu kinatembea.
- C = Mgawo wa upinzani. Nambari hii inategemea umbo la kitu. Kadiri kitu kinachoweza kuwa na nguvu zaidi ya hewa, mgawo ni mdogo. Unaweza kupata takriban coefficients za kukokota hapa.
Njia 2 ya 3: Pata Nguvu ya Mvuto
Hatua ya 1. Pata wingi wa kitu kinachoanguka
Masi hii ni bora kupimwa kwa gramu au kilo, katika mfumo wa metri.
Ikiwa unatumia mfumo wa kifalme, kumbuka kuwa pauni sio kitengo cha misa, lakini ya nguvu. Kitengo cha misa katika mfumo wa kifalme ni pauni (lbm), ambayo chini ya ushawishi wa nguvu ya uvutano ya uso wa dunia, itahisi nguvu ya pauni 32 (lbf). Kwa mfano, ikiwa mtu ana uzito wa pauni 160 duniani, mtu huyo anahisi 160 lbf, lakini misa ni 5 lbm
Hatua ya 2. Jua kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto wa Dunia
Karibu sana duniani kushinda upinzani wa hewa, kasi hii ni mita 9.8 kwa sekunde ya mraba, au futi 32 kwa sekunde moja.
Hatua ya 3. Hesabu mvuto wa kushuka chini
Nguvu inayovuta kitu chini ni sawa na wingi wa kitu mara kasi kuliko sababu ya mvuto, au F = Ma. Nambari hii, iliyozidishwa na mbili, ni nusu ya juu ya fomula ya kasi ya wastaafu.
Katika mfumo wa kifalme, nguvu hii ni lbf ya kitu, nambari kawaida huitwa uzani. Kwa usahihi, umati katika lbm mara 32 miguu kwa sekunde mraba. Katika mfumo wa metri, nguvu ni kubwa kwa gramu mara mita 9.8 kwa sekunde ya mraba
Njia ya 3 ya 3: Tambua Upinzani
Hatua ya 1. Pata wiani wa kati
Kwa kitu kinachoanguka katika anga ya Dunia, wiani wake utabadilika na urefu na joto la hewa. Hii inafanya kuhesabu kasi ya mwisho ya kitu kinachoanguka kuwa ngumu sana, kwa sababu wiani wa hewa utabadilika kadri kitu hicho kinapoteza urefu. Walakini, unaweza kutafuta makadirio ya wiani wa hewa katika vitabu vya vifurushi na marejeleo mengine.
Kama mwongozo mbaya, wiani wa hewa usawa wa bahari kwa 15 ° C ni 1,225 kg / m3
Hatua ya 2. Kadiria mgawo wa kitu cha upinzani
Nambari hii inategemea jinsi kitu chenye nguvu ya anga. Kwa bahati mbaya, hii ni ngumu sana kuhesabu, na inajumuisha kufanya makadirio fulani ya kisayansi. Usijaribu kuhesabu mgawo wa kuvuta peke yako bila msaada wa vichuguu vya upepo na hesabu ngumu ya anga. Walakini, tafuta makadirio kulingana na vitu ambavyo vina sura sawa.
Hatua ya 3. Hesabu eneo lililopangwa la kitu hicho
Tofauti ya mwisho unayohitaji kujua ni eneo la kitu kinachopiga kati. Fikiria silhouette ya kitu kinachoanguka kinachoonekana wakati kinatazamwa moja kwa moja kutoka chini ya kitu. Sura, ambayo inakadiriwa kwenye ndege, ndio eneo la makadirio. Tena, hii ni thamani ngumu kuhesabu kwa kitu chochote, isipokuwa vitu rahisi vya kijiometri.
Hatua ya 4. Pata nguvu ya kuvuta dhidi ya mvuto wa kushuka chini
Ikiwa unajua kasi ya kitu, lakini haujui buruta yake, unaweza kutumia fomula hii kuhesabu nguvu ya kuburuta. Fomula ni (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2.
Vidokezo
- Kasi halisi ya wastaafu itabadilika kidogo wakati wa kuanguka. Mvuto huongezeka kidogo wakati kitu kinakaribia katikati ya dunia, lakini ukubwa wake ni kidogo. Uzito wa kati utaongezeka kadri kitu kinavyozidi kuingia kati. Athari hii itaonekana zaidi. Parachutist atapunguza polepole wakati wa anguko kwa sababu anga inakuwa nene kadiri mwinuko unapungua.
- Bila parachuti iliyo wazi, parachutist angepiga chini kwa maili 130 / h (210 km / h).
