Comment calculer la vitesse de la borne

"Vitesse terminale" décrit le point d'équilibre en cinématique où la traînée atmosphérique sur un objet tombant à travers un milieu gazeux (généralement le air) devient égale et opposée à l'accélération due à la gravité. Ainsi, l'objet ne peut pas accélérer encore sans assistance extérieure, et a atteint sa vitesse la plus élevée possible dans ce milieu. Drag est une fonction de l'aérodynamique de l'objet en question: un parapluie serait tomber beaucoup plus lentement que d'un missile de la même poids.




Instructions

  1. Déterminer le poids de l'objet qui tombe. La meilleure façon de le faire est généralement de mesurer cette quantité directement. Vous pouvez également estimer le poids si vous connaissez les matériaux de construction et les dimensions.

  2. Calculer la surface frontale de l'objet qui tombe. La surface frontale de la zone apparente est orienté dans la direction de chute. Vous pouvez déterminer ce domaine en mesurant le contour de l'objet à partir de cette orientation. Par exemple, si l'objet qui tombe étaient un cône, la pointe du cône rappelle droit vers le bas et la zone frontale semble être un cercle égale à la surface de la base circulaire du cône.

  3. Déterminer le coefficient de traînée de la chute d'objet. Vous pouvez généralement éviter d'avoir à calculer le coefficient de traînée vous-même en regardant une valeur approximative dans un livre de référence ou sur Internet. Si vous avez besoin d'une valeur très précise, vous devriez consulter un ingénieur.

  4. Déterminer la densité du gaz du milieu à travers lequel l'objet sera en baisse. Si le milieu est l'air, alors vous devriez savoir que la densité de l'air diminue avec l'altitude, ce qui signifie que la vitesse terminale de l'objet diminue à mesure que l'on se rapproche du sol (où le gaz est plus dense et repousse plus difficile, fournissant une puissance de freinage plus fort) . Ainsi, vous pouvez calculer la vitesse terminale à tout altitude à l'aide des mathématiques simples, mais pour calculer la variation de la vitesse terminale sur une chute de longue distance, vous aurez besoin de l'utilisation du calcul ou des approximations empiriques. densité de l'air change également avec le intempéries n'y a pas de valeur de densité uniforme pour une altitude donnée. Pour obtenir les mesures les plus précises de la densité de l'air, vous aurez besoin de multiplier les valeurs de densité moyenne de l'air par des décalages de conditions météo locales. Informations atmosphérique est disponible aux États-Unis de la National Weather Service, un service de la National Oceanic and Atmospheric Administration.

  5. Calculer la vitesse terminale à une altitude donnée avec cette équation: Terminal V = sqrt (. (2 x (Object Poids)) / ((Surface frontale) x (Drag Coeff) x (densité de gaz))).

    En clair, la vitesse terminale de l'objet est égale à la racine carrée du quotient de deux fois le poids de l'objet sur le produit de la zone frontale de l'objet, son coefficient de traînée, et la densité de gaz du milieu à travers lequel l'objet est en baisse .

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