如何計算終極速度,3種方法來計算終極速度
方法1:解出終極速度的方法
1、用終極速度公式:v=根號下((2*m*g)/(ρ*A*C))。將下列量代入,求得v,即終級速度:m = 下降物體質量
g = 重力加速度。地球上大約是9.8 米每平方秒。
ρ = 物體下降的環境介質的密度。
A = 物體投影面積。表示和下落方向平行的物體在地面的投影。
C = 阻力系數。根據物體形狀而不同。越是流線型的物體,係數越低。你可以在這裏查查某個物體的阻力系數。
方法2:找重力
1、得出掉落物的質量,公制單位下可以用克或千克做單位。如果用英制系統,則要注意磅不一定是質量的單位,而是力的單位。在英制單位中,質量單位是磅質量(lbm),在地球上的物體受到的重力是32磅力(lbf)。比如一個人重160磅,則實際上他是“感覺”自己160磅(lbf),其質量實際上是5磅質量(lbm)。
2、瞭解地球重力加速度。離地球距離近到能受到空氣阻力影響的距離範圍內,這個加速度約是9.8米每平方秒,或32英尺每平方秒。
3、計算重力下拉力,這個力相當於物體的質量乘以重力加速度,即 F = MA 。這個力乘以2放在終級速度公式的上方。英制單位下,則是磅力(lbf),一般稱作重量。更恰當點,則磅力是物體質量乘以32英尺每平方秒(加速度)得到的。公制單位中則是用克為單位的質量乘以9.8米每平方秒。
方法3:求出阻力
1、得出物體密度。要求出物體掉落環境(大氣層)的密度,先要知道根據高度和温度,密度是會變化的。這樣計算終級速度尤其困難,因為下落過程中空氣密度是變化的。不過你可以用課本里或其他地方給你的大約密度。粗略計算的話,温度為15 °C的海平面大氣層密度為 1.225 kg/m。
2、估計阻力系數。根據物體流線型程度而會變化。不幸的是個數字的計算很複雜,需要作出一系列的科學假設。如果沒有藉助風洞或其他嚴格空氣動力學數學方法就盲目計算這個係數。你只要找個粗略的、和物體形狀類似的參考物的係數就行了。
3、計算投影面積。最後你就要知道計算物體在介質上的投影面積。你可以想象在物體正下方看下落物體的形狀。這個形狀投影到一個平面上就是投影面積。這也很難計算,除非是簡單的幾何圖案。
4、算出阻力大小。知道了速度,而還不知道阻力,你可以用(C*ρ*A*(v))/2來計算阻力。
小提示
終級速度實際上會在自由落體運動中稍稍變動,這是因為隨着物體接近地心,重力稍稍加大,不過這個增加量可以忽略。介質密度會隨着物體下落而增加,這個變化就比較大了,需要計算進去。跳傘員越靠近地面實際上速度越小,因為隨着高度的變低,空氣密度會變大。沒有降落傘的話,跳傘員會以大約209km/h的速度撞擊地面。
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守對什麼
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用巫醫造句子
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