터미널 속도를 계산하는 방법

진공 상태의 중력으로 인해 물체가 계속 가속 되더라도 스카이 다이버가 추락 할 때 결국 최대 속도에 도달하는 이유가 궁금한가요? 낙하물은 공중에서 끌리는 것과 같은 구속력이있을 때 일정한 속도에 도달합니다. 무거운 물체 근처에서 중력에 의해 가해지는 힘은 대부분 일정하지만 공기 저항과 같은 힘은 낙하물이 더 빨리 갈수록 증가합니다. 충분히 오랫동안 자유 낙하를 허용하면, 낙하하는 물체는 항력의 힘이 중력과 같아지는 속도에 도달하고 두 물체는 서로 상쇄되어 물체가 그 때까지 같은 속도로 떨어집니다. 땅에 부딪친 다. 이것을 종단 속도라고합니다.

방법 하나 3 : 터미널 속도 해결

  1. Calculate Terminal Velocity Step 1 이미지

    하나 끝 속도 공식을 사용합니다. v = ((2 * m * g) / (ρ * A * C))의 제곱근. 다음 값을 해당 공식에 대입하여 v, 터미널 속도를 구하십시오.
    • m = 낙하물의 질량
    • g = 중력으로 인한 가속도. 지구상에서 이것은 초당 약 9.8 미터입니다.
    • ρ = 물체가 떨어지는 유체의 밀도.
    • A = 물체의 투영 영역. 이것은 물체가 움직이는 방향에 수직 인 평면에 물체를 투영 한 경우 물체의 면적을 의미합니다.
    • C = 항력 계수. 이 숫자는 물체의 모양에 따라 다릅니다. 모양이 유선형 일수록 계수는 낮아집니다. 대략적인 항력 계수를 찾을 수 있습니다.


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방법 2 3 : 중력 찾기

  1. Calculate Terminal Velocity Step 2 이미지

    하나 떨어지는 물체의 질량을 찾으십시오. 이것은 미터법으로 그램 또는 킬로그램으로 측정되어야합니다.
    • 영국식 시스템을 사용하는 경우 파운드는 실제로 질량의 단위가 아니라 힘의 단위임을 기억하십시오. 제국 체계의 질량 단위는 파운드-질량 (lbm)으로, 지구 표면의 중력 아래에서 32 파운드 힘 (lbf)의 힘을 경험하게됩니다. 예를 들어, 어떤 사람의 몸무게가 지구상에서 160 파운드라면 그 사람은 실제로 160lbf를 느끼지만 체중은 5lbm입니다.
  2. Calculate Terminal Velocity Step 3 이미지

    2 지구의 중력으로 인한 가속도를 아십시오. 공기 저항을 만날 수있을만큼 지구에 가까우며,이 가속도는 초당 9.8 미터 또는 초당 32 피트입니다.
  3. Calculate Terminal Velocity Step 4 이미지

    중력의 아래로 당기는 힘을 계산하십시오. 떨어지는 물체가 아래로 당겨지는 힘은 물체의 질량 곱하기 중력으로 인한 가속도 또는 F = MA와 같습니다. 2를 곱한이 숫자는 최종 속도 공식의 맨 위에 있습니다.
    • 제국 시스템에서 이것은 일반적으로 무게라고하는 숫자 인 물체의 lbf입니다. lbm 단위의 질량 곱하기 초당 32 피트 제곱입니다. 미터법에서 힘은 그램 단위의 질량 x 초당 9.8m 제곱입니다.
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방법 3 : 항력 결정

  1. Calculate Terminal Velocity Step 5 이미지

    하나 매체의 밀도를 얻으십시오. 지구 대기를 통해 떨어지는 물체의 경우 밀도는 고도와 공기 온도에 따라 달라집니다. 이것은 물체가 고도를 잃어 감에 따라 공기의 밀도가 변하기 때문에 떨어지는 물체의 최종 속도 계산을 특히 어렵게 만듭니다. 그러나 교과서 및 기타 참고 문헌에서 대략적인 공기 밀도를 찾을 수 있습니다.
    • 대략적인 기준으로 온도가 15 ° C 일 때 해수면의 공기 밀도는 1.225kg / m3입니다.
  2. Calculate Terminal Velocity Step 6 이미지

    2 물체의 항력 계수를 추정합니다. 이 숫자는 개체가 얼마나 간소화되었는지를 기반으로합니다. 불행히도 계산하기에는 매우 복잡한 숫자이며 특정 과학적 가정을 포함합니다. 풍동과 심각한 공기 역학 수학없이 직접 항력 계수를 계산하려고 시도하지 마십시오. 대신 비슷한 모양의 물체를 기반으로 한 근사치를 찾아보십시오.
  3. Calculate Terminal Velocity Step 7 이미지

    물체의 투영 면적을 계산합니다. 알아야 할 마지막 변수는 대상이 매체에 제공하는 단면적입니다. 바로 아래에서 올려다 볼 때 떨어지는 물체의 실루엣을 상상해보십시오. 평면에 투영 된 그 모양이 투영 된 영역입니다. 다시 말하지만 이것은 단순한 기하학적 객체를 제외하고는 계산하기 어려운 값입니다.
  4. Calculate Terminal Velocity Step 8 이미지

    4 중력의 아래로 당기는 힘에 반대되는 항력을 파악하십시오. 물체의 속도는 알고 있지만 항력은 알지 못하는 경우 공식을 사용하여 항력을 계산할 수 있습니다. 이것은 (C * ρ * A * (v ^ 2)) / 2입니다. 광고

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  • 열린 낙하산이 없으면 스카이 다이버는 약 210km / h의 속도로 땅을칩니다.

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