Terminal Velocity

L'attrito è una forza potente all'opera in questo mondo, che si manifesta in ogni situazione in cui non vi è movimento relativo tra le particelle di materia. Mentre studiava fisica e della meccanica dei fluidi, in particolare, uno dei fenomeni più importanti si incontra è il raggiungimento della velocità terminale, quando gli oggetti solidi muovono attraverso i fluidi. In questo articolo Buzzle, troverete una spiegazione di ciò è la velocità terminale e come può essere calcolato per un oggetto che cade attraverso un fluido sotto l'influenza della gravità.

Il concetto di velocità terminale è legato al movimento di oggetti in fluidi e pertanto, è necessario disporre di un fondo in questa materia prima di discutere specifiche. Uno degli argomenti di studio specializzati in meccanica dei fluidi è il movimento di un oggetto solido attraverso un fluido. Essa comprende aerodinamica di tutti i veicoli aerei, proiettili e oggetti in caduta libera attraverso l'aria, trainati verso il basso per gravità. Immaginate una piccola perla di metallo cadendo attraverso un lungo, contenitore trasparente e cilindrico riempito con acqua pulita. La caduta tallone inizia a viaggiare verso il basso sotto la forza di gravità e acqua offre resistenza alla sua portata.

La forza che entra in gioco in questi fenomeni (opposta alla forza di gravità che tira giù tutto senza sosta), è 'Drag' o 'Resistance Fluid'. Due componenti che contribuiscono alla resistenza totale offerta da un oggetto in caduta libera per gravità sono attrito superficiale e resistenza di forma. Trascinare e attrito sia il lavoro in una direzione, che è esattamente opposta a quella del moto dell'oggetto sotto l'influenza della gravità, nel fluido. Trascinare è l'agente eziologico, che rende l'oggetto in caduta raggiungere la velocità terminale. Con queste premesse, siamo pronti a discutere di ciò che è la velocità terminale.

Terminal Velocity: Definizione

Velocità terminale è la velocità costante raggiunti da un oggetto in caduta libera, quando la forza di trascinamento esercitata dalle strati fluidi su di esso, è uguale alla forza gravitazionale tirandolo verso il basso. Ogni forza esercitata su un oggetto, accelerazione e il fatto che l'oggetto è in caduta libera, senza essere accelerato, significa che vi è una forza resistiva opera contro di essa, annullando nel processo. Se non ci sarebbe stata l'aria sulla Terra, un oggetto in caduta libera avrebbe accelerato ad una velocità di circa 9,8 m/s2, ma dal momento che la Terra ha una densa atmosfera, gli strati d'aria che le penetra attraverso oggetti, esercitano una resistenza forza su di esso, portando ad una progressiva riduzione del tasso di accelerazione, eventualmente annullando, causando l'oggetto di raggiungere una velocità costante.

Effettive misure sperimentali hanno rivelato che un subacqueo cielo in caduta libera, nella posizione a pancia in giù, raggiungerà una velocità approssimativa terminale di 195 km / h (che è di circa 55 m / s) in circa 15 secondi dopo il salto! Diamo uno sguardo alla formula che permette di calcolare velocità terminale per un oggetto in caduta libera attraverso un fluido (aria / acqua o altri liquidi).

Terminal Velocity Formula

La velocità terminale raggiunti da un oggetto dipende da molti fattori legati alla geometria e le proprietà fisiche dell'oggetto e le proprietà del fluido. La forma dell'oggetto, la sua massa e la superficie che viene sottoposto a resistenza del fluido durante la caduta libera, influenza Quale valore di velocità terminale sarà raggiunto. La densità del fluido e la sua 'Coefficiente di resistenza aerodinamica' sono altri due fattori che determinano la velocità terminale. Ecco la formula fisica per la velocità terminale di un oggetto che cade attraverso un fluido:

Terminal Velocity (VT) = √ [(2 mg) / (ρCdA)]

Qui

* M è la massa dell'oggetto

* G è l'accelerazione di gravità

Ρ * è la densità del fluido

* A è l'area proiettata dell'oggetto, sottoposto a trascinare

* Cd è il coefficiente di resistenza

In questa formula di calcolo, la forza verso l'alto di galleggiamento esercitata da strati fluidi non è stato preso in considerazione. Come si può vedere nella formula precedente, maggiore è l'area proiettata sottoposto a trascinare, minore è la velocità terminale. Ecco perché, paracadute con la loro ampia superficie, ridurre la velocità di caduta libera di un subacqueo cielo e aiutarlo atterrare dolcemente. Sostituendo i valori appropriati per tutti i parametri della formula, è possibile ottenere il valore di velocità terminale abbastanza facilmente.

Per riassumere, la velocità terminale è la velocità costante di un oggetto cadere attraverso un fluido raggiunge quando le forze che agiscono su di essa si annullano. Se volete sperimentare come ci si sente ad essere in movimento a velocità terminale, sky diving è particolarmente consigliato. Oh sì, non dimenticare di avere un paracadute legato alla schiena, oppure di atterraggio potrebbe essere una sorta di disordinato ;-)!