Πώς μπορείτε να προσδιορίσετε την κινητική ενέργεια ενός δύτης ουρανού πάνω από τη Γη;
Κατανόηση των εννοιών
* Κινητική ενέργεια: Η ενέργεια έχει ένα αντικείμενο που έχει λόγω της κίνησης του. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:
Κινητική ενέργεια (ke) =(1/2) * μάζα (m) * ταχύτητα (v²)
* μάζα (m): Η μάζα του Skydiver σε κιλά (kg).
* ταχύτητα (v): Η ταχύτητα του Skydiver σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s).
Πώς να καθορίσετε την κινητική ενέργεια
1. Μετρήστε τη μάζα του Skydiver: Αυτό συνήθως δίνεται στο πρόβλημα ή μπορεί να ληφθεί απευθείας από το Skydiver.
2. Προσδιορίστε την ταχύτητα του skydiver: Αυτό είναι το δύσκολο κομμάτι, καθώς αλλάζει σε όλο το άλμα. Εδώ είναι μερικοί τρόποι για να βρείτε την ταχύτητα:
* Άμεση μέτρηση: Εάν έχετε πρόσβαση σε μια συσκευή όπως ένα όπλο ραντάρ, μπορείτε να μετρήσετε άμεσα την ταχύτητα του Skydiver σε ένα συγκεκριμένο σημείο.
* Αντίσταση αέρα και ταχύτητα τερματικού: Καθώς πέφτει ο ουρανός, η αντίσταση στον αέρα αυξάνεται μέχρι να εξισορροπήσει τη δύναμη της βαρύτητας. Αυτό ονομάζεται ταχύτητα τερματικού. Η ταχύτητα του τερματικού ενός ουρανού είναι συνήθως περίπου 55 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (120 mph), αλλά μπορεί να ποικίλει ελαφρώς με βάση παράγοντες όπως το σχήμα του σώματος, η θέση και τα ρούχα.
3. Υπολογίστε την κινητική ενέργεια: Μόλις έχετε τη μάζα και την ταχύτητα, συνδέστε τα στον τύπο κινητικής ενέργειας:
Ke =(1/2) * m * v²
Παράδειγμα
Ας πούμε ότι ένας ουρανός έχει μάζα 70 kg και πέφτει στην ταχύτητα τερματικού (55 m/s).
* Ke =(1/2) * 70 kg * (55 m/s) ²
* Ke =105.625 joules (j)
Σημαντικές σημειώσεις
* Αλλαγή ταχύτητας: Η κινητική ενέργεια του Skydiver δεν είναι σταθερή κατά τη διάρκεια του άλματος. Αυξάνεται καθώς ο ουρανός επιταχύνεται μέχρι να φτάσει στην ταχύτητα του τερματικού και στη συνέχεια παραμένει σχετικά σταθερή μέχρι να αναπτυχθεί το αλεξίπτωτο.
* Αντίσταση αέρα: Οι παραπάνω υπολογισμοί δεν αναλαμβάνουν αντίσταση αέρα. Στην πραγματικότητα, η αντίσταση στον αέρα επηρεάζει σημαντικά την ταχύτητα του skydiver, καθιστώντας την πρόκληση για τον υπολογισμό της κινητικής ενέργειας ακριβώς χωρίς πιο προηγμένη φυσική.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε περισσότερες ερωτήσεις!
