Comment calculer la vitesse terminale

Toujours se demander pourquoi les parachutistes atteignent finalement une vitesse maximale lors de la chute, même si la force de gravité dans un vide provoquera un objet d`accélération continuellement? Un objet en chute atteindra une vitesse constante quand il y a une force de retenue, telle que la traînée de l`air. La force appliquée par la gravité proche d`un corps massif est principalement constante, mais les forces telles que la résistance à l`air augmentent plus rapidement l`objet chute va. Si elle est autorisée à la chute libre pour suffisamment longtemps, un objet en chute atteindra une vitesse où la force de la traînée deviendra égale la force de la gravité et les deux s`annuleront sur l`autre, ce qui entraîne l`objet de tomber à cette même vitesse jusqu`à ce qu`il soit frappe le sol. Ceci s`appelle la vitesse terminale.

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Méthode 1 de 3:
Résolution de la vitesse terminale
  1. Image intitulée Calculer le terminal Velocity Étape 1
1. Utilisez la formule de vélocité terminale, v = la racine carrée de ((2 * m * g) / (ρ * a * c)). Branchez les valeurs suivantes dans cette formule pour résoudre V, vitesse terminale.
  • m = masse de l`objet qui tombe
  • g = l`accélération due à la gravité. Sur Terre, c`est environ 9.8 mètres par seconde.
  • ρ = la densité du fluide L`objet tombe à travers.
  • A = la zone projetée de l`objet. Cela signifie la zone de l`objet si vous l`avez projeté sur un plan perpendiculaire à la direction que l`objet se déplace.
  • C = le coefficient de traînée. Ce numéro dépend de la forme de l`objet. Plus la forme est rationalisée, plus le coefficient inférieur. Vous pouvez rechercher certains coefficients de traînés approximatifs.
Méthode 2 de 3:
Trouver la force gravitationnelle
  1. Image intitulée Calculer Terminal Velocity Step 2
1. Trouvez la masse de l`objet chute. Cela doit être mesuré en grammes ou kilogrammes, dans le système métrique.
  • Si vous utilisez le système impérial, rappelez-vous que les livres ne sont pas une unité de masse, mais de force. L`unité de masse dans le système impérial est la masse de la livre (LBM), qui sous la force gravitationnelle à la surface de la Terre connaîtrait une force de 32 livres (LBF). Par exemple, si une personne pèse 160 livres sur la terre, cette personne ressent réellement 160 lbf, mais leur masse est de 5 lbm.
  • Image intitulée Calculer Terminal Velocity Step 3
    2. Connaître l`accélération en raison de la gravité de la terre. Assez proche de la terre pour rencontrer la résistance de l`air, cette accélération est 9.8 mètres par seconde carré, ou 32 pieds par seconde au carré.
  • Image intitulée Calculer Terminal Velocity Step 4
    3. Calculer la traction de gravité descendante. La force avec laquelle l`objet chute est tiré est égal à l`accélération des temps de masse de l`objet en raison de la gravité, ou f = ma. Ce nombre, multiplié par deux, va en haut de la formule de vitesse terminale.
  • Dans le système impérial, il s`agit du LBF de l`objet, le nombre communément appelé poids. Il est plus correctement la masse en LBM fois 32 pieds par seconde au carré. Dans le système métrique, la force est la masse en grammes fois 9.8 mètres par seconde au carré.
    • Méthode 3 sur 3:
    Déterminer la force de la traînée
    1. Image intitulée Calculer Terminal Velocity Étape 5
    1. Obtenez la densité du support. Pour un objet qui tombe dans l`atmosphère terrestre, la densité va changer en fonction de l`altitude et de la température de l`air. Cela permet de calculer la vitesse terminale d`un objet en chute particulièrement difficile, car la densité de l`air changera à mesure que l`objet perd l`altitude. Cependant, vous pouvez rechercher des densités d`air approximatives dans des manuels et d`autres références.
    • Comme guide approximatif, la densité de l`air au niveau de la mer lorsque la température est de 15 ° C est 1.225 kg / m3.
  • Image intitulée Calculer le terminal Velocity Step 6
    2. Estimer le coefficient de glissement de l`objet. Ce numéro est basé sur la simplicité de l`objet. Malheureusement, il s`agit d`un nombre très complexe à calculer et implique de faire certaines hypothèses scientifiques. N`essayez pas de calculer vous-même le coefficient de traînée sans l`aide d`un tunnel éolien et de graves mathématiques aérodynamiques. Lève plutôt une approximation basée sur un objet façonné similaire.
  • Image intitulée Calculer le terminal Velocity Step 7
    3. Calculer la zone projetée de l`objet. La dernière variable que vous devez savoir est la zone sectionnelle étant présentée par l`objet au support. Imagine dans la silhouette de l`objet qui tombe voir en regardant directement sous elle. Cette forme, projetée sur un avion, est la zone projetée. Encore une fois, il s`agit d`une valeur difficile à calculer avec tout sauf objets géométriques simples.
  • Image intitulée Calculer le terminal Velocity Step 8
    4. Déterminer la force de la traînée qui s`oppose à la traction de gravité descendante. Si vous connaissez la vélocité de l`objet, mais pas la force de la traînée, vous pouvez utiliser la formule pour calculer la force de la force. Ceci est (C * ρ * a * (v ^ 2)) / 2.

    • Vidéo

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    Conseils

    La vitesse terminale changera effectivement légèrement pendant la chute libre. La gravité monte légèrement lorsque l`objet se rapproche du centre de la terre, mais le montant est négligeable. La densité du support augmentera lorsque l`objet descendra plus profondément dans le milieu. C`est un effet beaucoup plus remarquable. Un parachutiste va effectivement ralentir alors que l`automne se poursuit parce que l`atmosphère devient de plus en plus épaisse comme gouttes d`altitude.
  • Sans parachute ouverte, un parachutiste frapperait le sol à environ 130 km / h (210 km / h).
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