Πώς υπολογίζετε την ταχύτητα κάτι που μειώθηκε από 30 πόδια στον αέρα;
Κατανόηση της φυσικής
* Ελεύθερη πτώση: Σε ένα τέλειο κενό, ένα αντικείμενο πέφτει με σταθερή επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s2 ή 32,2 ft/s2).
* Αντίσταση αέρα: Στην πραγματικότητα, η αντίσταση στον αέρα επιβραδύνει ένα αντικείμενο κάτω. Η αντίσταση στον αέρα εξαρτάται από παράγοντες όπως το σχήμα, το μέγεθος και η ταχύτητα του αντικειμένου.
ταχύτητα υπολογισμού (χωρίς αντίσταση αέρα)
1. Μετατρέψτε τα πόδια σε μετρητές: Τα 30 πόδια είναι περίπου 9,14 μέτρα.
2. Χρησιμοποιήστε την εξίσωση: Η τελική ταχύτητα (V) ενός αντικειμένου ελεύθερης πτώσης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας:
* V² =U² + 2AS
* V =τελική ταχύτητα (αυτό που θέλουμε να βρούμε)
* u =αρχική ταχύτητα (0 m/s από τότε που πέφτει)
* A =Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m/s²)
* S =απόσταση (9,14 μέτρα)
3. Συνδέστε τις τιμές:
* V² =0² + 2 * 9.8 * 9.14
* V² =179.24
4. Επίλυση για V:
* V =√179.24 ≈ 13,4 m/s
ταχύτητα υπολογισμού (με αντίσταση αέρα - προσέγγιση)
Δεδομένου ότι η αντίσταση στον αέρα είναι πολύπλοκη, μπορούμε να κάνουμε μόνο μια προσέγγιση:
1. Υποθέστε μια ταχύτητα τερματικού: Τα περισσότερα αντικείμενα φθάνουν σε μια ταχύτητα τερματικού, μια σταθερή ταχύτητα όπου η αντίσταση του αέρα ισορροπεί τη βαρύτητα. Μια τυπική ταχύτητα τερματικού για μια ανθρώπινη πτώση είναι περίπου 120 mph (54 m/s).
2. Εκτίμηση ταχύτητας με βάση την απόσταση: Δεδομένου ότι το αντικείμενο πέφτει από σχετικά μικρή απόσταση, είναι απίθανο να φτάσει η ταχύτητα του τερματικού. Μπορούμε να εκτιμήσουμε ότι η ταχύτητα θα είναι σημαντικά μικρότερη από 120 mph.
Σημαντικές σημειώσεις
* Τερματική ταχύτητα: Η πραγματική ταχύτητα του τερματικού εξαρτάται από παράγοντες όπως το σχήμα, το βάρος και η πυκνότητα του αέρα του αντικειμένου.
* Ακρίβεια: Χωρίς να γνωρίζουμε το σχήμα και το μέγεθος του αντικειμένου, δεν μπορούμε να υπολογίσουμε μια ακριβή ταχύτητα λαμβάνοντας υπόψη την αντίσταση στον αέρα.
* Ασφάλεια: Ποτέ μην πειραματίζεστε με αντικείμενα απόρριψης από ύψη. Μπορεί να είναι επικίνδυνο.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εξερευνήσετε περισσότερα σχετικά με την ταχύτητα του τερματικού ή άλλους παράγοντες που επηρεάζουν την πτώση αντικειμένων!
