Cómo calcular la velocidad terminal

March 19

Cómo calcular la velocidad terminal


"Velocidad Terminal" describe el punto de equilibrio en la cinemática donde la resistencia atmosférica sobre un objeto que cae a través de un medio gaseoso (por lo general el aire) se hace igual y opuesta a la aceleración de la gravedad. Por lo tanto, el objeto no puede acelerar aún más sin ayuda exterior, y ha alcanzado su velocidad más alta posible en ese medio. Arrastre es una función de la aerodinámica del objeto en cuestión: un paraguas caería mucho más lentamente que un misil del mismo peso.

instrucciones

1 Determinar el peso del objeto que cae. La forma más sencilla de hacer esto es por lo general para medir esta cantidad directamente. También se puede calcular su peso si se conocen los materiales de construcción y dimensiones.

2 Calcular el área frontal del objeto que cae. El área frontal es el área aparente frente a la dirección de caída. Se puede determinar esta área mediante la medición del contorno del objeto de que la orientación. Por ejemplo, si el objeto que cae fuera de un cono, la punta del cono sería apuntar directamente hacia abajo, y la zona frontal parece ser un círculo igual al área de la base circular del cono.

3 Determinar el coeficiente de arrastre del objeto que cae. Generalmente, usted puede evitar tener que calcular el coeficiente de arrastre sí mismo mirando a un valor aproximado de un libro de referencia o en Internet. Si necesita un valor altamente precisa, usted debe consultar con un ingeniero.

4 Determinar la densidad del gas del medio a través del cual se cae el objeto. Si el medio es el aire, entonces usted debe saber que la densidad del aire disminuye con la altitud, lo que significa que la velocidad terminal del objeto disminuirá a medida que se acerca a la tierra (donde el gas es más denso y empuja con más fuerza, que proporciona una potencia de frenado más fuerte) . De este modo se puede calcular la velocidad terminal en cualquier altitud mediante sencillas operaciones matemáticas, pero para calcular el cambio en la velocidad terminal a través de una caída de larga distancia, va a requerir el uso del cálculo o aproximaciones empíricas. La densidad del aire también cambia con el tiempo; no hay ningún valor de densidad uniforme para una altitud dada. Para obtener las mediciones más precisas de la densidad del aire, tendrá que multiplicar los valores promedio de la densidad del aire por las condiciones meteorológicas, los desplazamientos locales. información atmosférica está disponible en los Estados Unidos desde el Servicio Meteorológico Nacional, un servicio de la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional.

5 Calcula la velocidad terminal a una altitud dada con esta ecuación: V = sqrt Terminal (. (2 x (Peso Objeto)) / ((zona frontal) x x (Drag Coef) (Densidad de gas))).

En la llanura Inglés, la velocidad terminal del objeto es igual a la raíz cuadrada del cociente de dos veces el peso del objeto sobre el producto de la superficie frontal del objeto, su coeficiente de fricción, y la densidad del gas del medio a través del cual el objeto está cayendo .