自由に落下するシステムの端子速度
端子速度は、空気抵抗の力が重力の力に等しい場合に自由に落下するオブジェクトが最終的に到達する一定速度です。これが故障です:
重要な概念:
* 自由落下: 重力の影響下にあるオブジェクトは、他の力に作用することはありません。
* 空気抵抗: 空気中の物体の動きに反対する力。オブジェクトの速度とその表面積とともに増加します。
* 重力: 物体を地球の中心に向かって引っ張る力。
末端速度の仕組み:
1。初期転倒: オブジェクトが落ち始めると、重力が支配的な力であり、下方に加速します。
2。空気抵抗の増加: オブジェクトがより速く落ちると、空気抵抗が増加します。
3。バランス: 最終的に、空気抵抗の力は、重力と大きく等しくなります。
4。一定速度: この時点で、オブジェクトの正味の力はゼロであり、加速を停止します。オブジェクトは一定の速度で落ち続け、これは端子速度と呼ばれます。
端子速度に影響する要因:
* 質量: より重いオブジェクトは、より大きな重力に作用しますが、バランスをとるのに十分な空気抵抗を生成するには、より高い速度も必要です。
* 表面積: 表面積が大きいオブジェクトは、より多くの空気抵抗を経験します。たとえば、パラシュートには、降下を遅くするための大きな表面積があります。
* 形状: オブジェクトの形状は、遭遇する空気抵抗の量に影響します。矢印のような合理化されたオブジェクトは、フラットオブジェクトよりも空気抵抗が少ない。
* 培地の密度: 空気(または流体)が密度が高いほど、オブジェクトが流れているほど、空気抵抗が高くなり、端子速度が低くなります。
重要な考慮事項:
*端子速度は、特定のオブジェクトの固定値ではありません。上記の要因に依存します。
*真空では、空気抵抗がないため、オブジェクトは無期限に加速し続けます。
*端子速度は、スカイダイビング、パラシュート、および自由落下を含むその他の活動における重要な概念です。
端子速度の計算:
端子速度の正確な計算は複雑であり、さまざまな要因が含まれます。ただし、単純化された式を使用できます。
vt =√(2mg /ρacd)
どこ:
* VTは端子速度です
* mはオブジェクトの質量です
* Gは重力による加速です
*ρは流体の密度(空気)です
* Aはオブジェクトの投影領域です
* CDは抗力係数です
要約:
端子速度は、落下するオブジェクトの動きを理解する上で重要な概念です。重力と空気抵抗のバランスの力が発生し、さらなる加速を防ぐと、一定の速度が達します。