Υπάρχει μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να επιτύχει ένα αντικείμενο εάν πέσει από μεγάλο ύψος και έτσι τι είναι αυτό;
Η σύντομη απάντηση
Δεν υπάρχει θεωρητική μέγιστη ταχύτητα που μπορεί να φτάσει ένα αντικείμενο όταν πέφτει από ένα μεγάλο ύψος. Ωστόσο, υπάρχουν πρακτικά όρια:
* Τερματική ταχύτητα: Καθώς πέφτει ένα αντικείμενο, βιώνει αντίσταση στον αέρα, η οποία αυξάνεται με ταχύτητα. Τελικά, η δύναμη της αντίστασης του αέρα ισούται με τη δύναμη της βαρύτητας και το αντικείμενο σταματά να επιταχύνεται. Αυτή η ταχύτητα ονομάζεται Terminal Velocity .
* Ατμοσφαιρική πυκνότητα: Τον πυκνότερο αέρα, τόσο χαμηλότερη είναι η ταχύτητα του τερματικού. Έτσι, ένα αντικείμενο που πέφτει σε μια πυκνότερη ατμόσφαιρα θα φτάσει σε χαμηλότερη ταχύτητα τερματικού.
* Σχήμα και μάζα: Το σχήμα και η μάζα ενός αντικειμένου επηρεάζουν επίσης την ταχύτητα του τερματικού του. Ένα ευρύτερο, κολακευτικό αντικείμενο βιώνει περισσότερη αντίσταση στον αέρα, μειώνοντας την ταχύτητά του τερματικού σε σύγκριση με ένα εξορθολογισμένο αντικείμενο της ίδιας μάζας.
Η μακρά απάντηση
Ας βυθίσουμε βαθύτερα στη φυσική:
* Ο ρόλος της βαρύτητας: Η βαρύτητα τραβά συνεχώς αντικείμενα προς το κέντρο της γης. Αυτή η έλξη προκαλεί την επιτάχυνση ενός αντικειμένου, που σημαίνει ότι η ταχύτητά του αυξάνεται.
* Αντίσταση της αντίστασης αέρα: Καθώς ένα αντικείμενο πέφτει στον αέρα, συγκρούεται με μόρια αέρα. Αυτό δημιουργεί μια δύναμη που ονομάζεται αντίσταση αέρα που αντιτίθεται στην κίνηση του αντικειμένου.
* Φτάνοντας ισορροπία: Όσο πιο γρήγορα πέφτει ένα αντικείμενο, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση στον αέρα. Τελικά, η δύναμη αντίστασης του αέρα γίνεται ίση με τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτό το σημείο, το αντικείμενο σταματά να επιταχύνεται και να πέφτει με σταθερή ταχύτητα - την ταχύτητα του τερματικού του.
Παραδείγματα:
* Skydiver: Ένας ουρανός στην ελεύθερη πτώση φτάνει σε μια ταχύτητα τερματικού περίπου 120 mph (193 km/h).
* φτερό: Ένα φτερό έχει μια πολύ μεγαλύτερη επιφάνεια σε σχέση με τη μάζα του. Αντιμετωπίζει περισσότερη αντίσταση στον αέρα και φτάνει σε μια πολύ χαμηλότερη ταχύτητα τερματικού, συχνά λίγα μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
Βασικό σημείο: Ενώ δεν υπάρχει θεωρητική μέγιστη ταχύτητα, το πρακτικό όριο της ταχύτητας του τερματικού εξαρτάται από το σχήμα του αντικειμένου, τη μάζα και την πυκνότητα του αέρα που πέφτει.
