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自由落下野球のターミナル速度をどのように見つけますか?

自由に溶ける野球のターミナル速度を見つける方法は次のとおりです。

端子速度の理解

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。 この時点で、オブジェクトは加速を停止します。

端子速度に影響する因子

* 質量(m): より重いオブジェクトは、それに作用するより大きな重力を持ち、より高い末端速度につながります。

* 表面積(a): 表面積が大きいと、空気抵抗が大きくなり、末端速度が低くなります。

* ドラッグ係数(CD): これは、オブジェクトの形状と、空気をどれだけ効果的に切断するかを表しています。より合理化された形状(弾丸のような)は、より低い抗力係数とより高い末端速度を持ちます。

* 空気密度(ρ): より厚い空気(高い高度)はより多くの抵抗を提供し、末端速度を低下させます。

端子速度の計算

端子速度の式は次のとおりです。

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vt =√(2mg /(ρacd))

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どこ:

* vt =端子速度(m/s)

* m =オブジェクトの質量(kg)

* g =重力による加速(9.81 m/s²)

* ρ =空気密度(kg/m³)

* a =オブジェクトの横断面積(m²)

* cd =ドラッグ係数(寸法なし)

野球の端子速度を計算する手順

1。情報を収集:

* 野球の質量(m): 約0.145 kg

* 横断面積(a): 野球の直径(約7.3 cm)の円の面積を計算します。

* ドラッグ係数(CD): 野球の場合、典型的な価値は約0.47です。

* 空気密度(ρ): これは高度によって異なりますが、海面では約1.225 kg/m³です。

2。値を式に接続します:

*一貫したユニット(メートル、キログラム、秒)を使用してください。

3。計算:

* VTの方程式を解きます。

例:

野球の次の値を仮定しましょう。

* M =0.145 kg

* a =0.0042m²(0.073 mの直径を使用)

* CD =0.47

*ρ=1.225 kg/m³

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vt =√(2 * 0.145 kg * 9.81 m/s²/(1.225 kg/m³ *0.0042m² * 0.47))

VT≈42.5m/s

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重要なメモ:

*この計算は近似です。 野球の実際の末端速度は、スピン、縫い目の種類、風の状態などの要因により、わずかに異なる場合があります。

*空気抵抗は複雑であり、オブジェクトの速度とともに変化する可能性があります。 上記の式は良い推定値を提供しますが、非常に高速では完全に正確ではない場合があります。

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