Come calcolare la velocità terminale in caso di caduta

Come calcolare la velocità terminale in caso di caduta

Quando un oggetto cade attraverso l'aria, ci sono due forze opposte che agiscono su di esso: la forza verso il basso di gravità e la forza verso l'alto di trascinamento. Quando queste due forze sono uguali, l'oggetto si ferma accelerando e ha una velocità costante. Questa velocità è denominata velocità terminale. Se sai che la massa di un oggetto, coefficiente di resistenza aerodinamica, zona e densità, è possibile calcolare la velocità terminale utilizzando un'equazione matematica.

Istruzioni

• Moltiplicare la massa dell'oggetto per l'accelerazione dovuto gravità. La costante gravitazionale varia in base alla posizione dell'oggetto sulla terra, ma un valore medio che è possibile utilizzare è 9,80665 metri al secondo quadrato.

• Doppio prodotto nel passaggio 1 per trovare il valore di 2 mg o (2 massa costante gravitazionale).

• Trovare il coefficiente di resistenza dell'oggetto. La quantità di resistenza aria o trascinamento su un oggetto dipende dalla forma dell'oggetto. La procedura di calcolo coefficiente di resistenza aerodinamica è in sé un'equazione complessa, ma l'equazione di coefficiente di drag e stime per vari oggetti possono essere trovate nella sezione risorse.

• Trovare l'area frontale dell'oggetto. Questo termine può essere pensato come l'area della superficie dell'oggetto che sarà esposti al flusso d'aria mentre cade, o come l'area della sezione trasversale della parte anteriore dell'oggetto.

• Moltiplicare il coefficiente di resistenza (passaggio 3) per la zona frontale dell'oggetto (passaggio 4) per trovare il valore di Cd * Af.

• Trovare la densità del mezzo attraverso il quale l'oggetto sta cadendo. Densità dell'aria varia con variazioni di temperatura e umidità, ma la sua densità approssimativa a 15 gradi Celsius dal livello del mare è di 1,22521 kg/m.

• Moltiplicare i valori di passaggi 5 e 6.

• Dividere il valore nel passaggio 2 per il valore nel passaggio 7.

• La velocità terminale è la radice quadrata del valore nel passaggio 8.