Πόσο γρήγορα θα πέσει ένας άνθρωπος στα 1000 πόδια μείον όλη την αντίσταση στον αέρα;
Κατανόηση της φυσικής
* Ελεύθερη πτώση: Όταν ένα αντικείμενο πέφτει χωρίς αντίσταση στον αέρα, είναι σε ελεύθερη πτώση. Η μόνη δύναμη που ενεργεί σε αυτό είναι η βαρύτητα.
* Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας: Στη γη, η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας είναι περίπου 9,8 m/s2. Αυτό σημαίνει ότι η προς τα κάτω ταχύτητα ενός αντικειμένου αυξάνεται κατά 9,8 μέτρα ανά δευτερόλεπτο κάθε δευτερόλεπτο που πέφτει.
Υπολογισμοί
1. Μονάδες μετατροπής: 1000 πόδια είναι περίπου 304,8 μέτρα.
2. Κινηματική εξίσωση: Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ακόλουθη κινηματική εξίσωση για να βρούμε την τελική ταχύτητα (V) μετά την πτώση μιας ορισμένης απόστασης (D):
* V² =U² + 2AD
* V =τελική ταχύτητα (αυτό που θέλουμε να βρούμε)
* u =αρχική ταχύτητα (θα υποθέσουμε ότι το άτομο ξεκινά από την ανάπαυση, οπότε u =0)
* A =Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m/s²)
* D =απόσταση (304,8 μέτρα)
3. Επίλυση για V:
* V² =0² + 2 * 9,8 m/s² * 304,8 m
* V² =5968.32 m²/S2
* V =√5968.32 m²/s² ≈ 77,27 m/s
αποτέλεσμα
Ένας άνθρωπος που πέφτει από 1000 πόδια χωρίς αντίσταση στον αέρα θα φτάσει σε ταχύτητα περίπου 77,27 μέτρων ανά δευτερόλεπτο.
Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός είναι θεωρητικός. Στην πραγματικότητα, η αντίσταση στον αέρα παίζει σημαντικό ρόλο στην πτώση ενός ανθρώπου. Ένα άτομο θα φτάσει σε ταχύτητα τερματικού (μέγιστη ταχύτητα) λόγω της δύναμης της αντίστασης του αέρα, η οποία μειώνει σημαντικά την ταχύτητα κρούσης σε σύγκριση με την υπολογιζόμενη τιμή.
