Терминальная скорость — это максимальная скорость, которую может достичь объект, падающий в жидкости.
Условия достижения терминальной скорости:
- Сила лобового сопротивления равна силе тяжести и силе выталкивания.
Достижение терминальной скорости:
- Падающий объект ускоряется, пока сила лобового сопротивления не уравновесит силу тяжести.
- На этом этапе ускорение объекта становится равным нулю, и он достигает постоянной скорости — терминальной скорости.
- Факторы, влияющие на терминальную скорость:
- Площадь поверхности объекта
- Коэффициент лобового сопротивления
- Плотность жидкости
- Масса и форма объекта
Применение терминальной скорости:
- Расчет высоты, необходимой для открытия парашюта
- Проектирование самолетов и ракет
- Изучение падения тел в атмосфере
Интересный факт: * Капля дождя, падающая в воздухе, достигает терминальной скорости около 20 км/ч.
What is the expression for terminal velocity?
Терминальная скорость В условиях отсутствия возмущений, действующих на движущийся объект в жидкости или газе, скорость падения может достичь терминального значения. Для таких условий выполняется равенство силы тяжести, действующей на объект, и силы лобового сопротивления среды: «` F_г = F_сопр «` Сила лобового сопротивления (F_сопр) зависит от скорости объекта. Решая это уравнение относительно скорости, получаем выражение для терминальной скорости: «` v = √((2 * m * g) / (d * A * C)) «` где: — m — масса объекта — g — ускорение свободного падения — d — плотность среды — A — площадь поперечного сечения объекта — C — коэффициент лобового сопротивления Влияние массы Как видно из формулы, масса объекта (m) действительно влияет на его терминальную скорость. Однако это влияние не является единственным определяющим фактором. Дополнительная информация Терминальная скорость зависит не только от массы, но и от других характеристик движущегося объекта, таких как: — Форма и площадь поверхности: Объекты с большей площадью поверхности испытывают большее сопротивление, что приводит к более низкой терминальной скорости. — Плотность среды: Чем плотнее среда, тем сильнее сопротивление, оказываемое ей на движущийся объект. — Коэффициент лобового сопротивления: Этот параметр зависит от формы и поверхности объекта и характеризует его способность рассеивать энергию в среде. Чем выше коэффициент лобового сопротивления, тем ниже терминальная скорость.
What is the terminal velocity of a human?
about 200 km/h The speed achieved by a human body in freefall is slowed down by air resistance and body orientation. In a stable, belly-to-earth position, terminal velocity of the human body is about 200 km/h (about 120mph). A stable, freefly, head-down position produces a speed of around 240-290 km/h (around 150-180 mph).
Can you fall faster than terminal velocity?
Конечная скорость — это скорость, при которой аэродинамическое сопротивление равно весу. Изменяя форму или положение тела, можно увеличить или уменьшить конечную скорость.
- Если падать обтекаемым образом, то скорость превысит конечную скорость при распластанном положении.
Do heavier objects fall faster?
Все объекты в вакууме на Земле падают одинаково быстро. Это происходит из-за постоянного ускорения свободного падения, равного 9,81 м/с².
Эксперименты Галилея показали, что скорость падения не зависит от веса объекта, опровергнув утверждение Аристотеля.
Do all objects fall at the same speed?
Все объекты при свободном падении ускоряются одинаково независимо от их массы, размера или формы. Поэтому, например, пляжный мяч падает с той же скоростью, что и пассажирский лайнер.
What is the difference between critical velocity and terminal velocity?
Важное различие между КРИТИЧЕСКОЙ и ТЕРМИНАЛЬНОЙ скоростью
Критическая скорость и терминальная скорость — это разные понятия:
- Критическая скорость — это скорость потока жидкости, ниже которой поток является ламинарным.
- Терминальная скорость — это постоянная скорость, с которой тело падает через вязкую жидкость.
Когда жидкость движется со скоростью выше критической, поток становится турбулентным, что характеризуется нерегулярными флуктуациями и вихрями.
Знание критической скорости имеет большое значение в различных областях, включая:
- Проектирование трубопроводов и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ)
- Оптимизация аэродинамических характеристик транспортных средств
- Изучение физических свойств жидкостей
С другой стороны, терминальная скорость возникает из-за баланса между силой тяжести и силой сопротивления вязкой среды.
Понимание терминальной скорости имеет практическое применение в:
- Определении скорости осаждения частиц в жидкостях
- Проектировании парашютов и других устройств, использующих аэродинамическое сопротивление
- Моделировании движения в океане и атмосфере
What is terminal velocity vs velocity?
Терминальная скорость против скорости Терминальная скорость — это скорость, при которой нет дальнейшего ускорения. Терминальная скорость при падении достигается приблизительно через 6 секунд, когда сопротивление воздуха становится равным ускорению. Окончательная скорость — это скорость, с которой тело ударяется о землю. Полезная информация: * Терминальная скорость зависит от формы, площади поверхности и плотности объекта. * Объекты с большой площадью поверхности и низкой плотностью будут достигать меньшей терминальной скорости, чем объекты с малой площадью поверхности и высокой плотностью. * Сопротивление воздуха увеличивается с квадратом скорости, что означает, что сопротивление воздуха будет становиться все более значительным по мере увеличения скорости объекта. * Скорость падающего объекта увеличивается до тех пор, пока сила тяжести, действующая на него, не уравновесится сопротивлением воздуха. В этот момент объект достигает терминальной скорости и падает с постоянной скоростью. * Парашюты и крылья самолета используют сопротивление воздуха для создания подъемной силы, позволяя объектам преодолевать силу тяжести и держаться в воздухе.
What is the terminal velocity of a 70kg man?
Терминальная скорость 70-килограммового человека при раскинутых руках составляет примерно 47,78 м/с.
- Масса: 70 кг
- Ускорение свободного падения: 9,81 м/с²
- Плотность воздуха: 1,225 кг/м³
- Площадь поперечного сечения: 0,7 м²
- Коэффициент лобового сопротивления: 0,7
Can a human survive a fall at terminal velocity?
Выживание человека при падении на терминальной скорости не представляется возможным, поскольку она фатальна для организмов, обладающих строением и биологическими параметрами, типичными для людей. Изменения в анатомическом строении человека или плотности воздуха должны быть настолько разительными, что утратят схожесть с современным человеческим видом или существующими атмосферными условиями.
- Терминальная скорость человека составляет около 200 км/ч.
- При столкновении с землей на такой скорости человек испытывает перегрузку в сотни g.
- Это воздействие разрушает внутренние органы, повреждает кости и вызывает массивные кровоизлияния.
- Изменение анатомии, например, более плотный скелет или усиленные связки, не будет достаточным для выживания.
- Уменьшение плотности воздуха также не является жизнеспособным решением, поскольку оно приведет к проблемам с дыханием и воздушной эмболии.
What is the fastest falling object?
Самый быстрый падающий объект на Землю — комета, входящая в атмосферу по гиперболической орбите вокруг Солнца, способна достигать скорости свыше 70 000 миль/ч.
Астероид, ударивший по Земле 65 миллионов лет назад, двигался со скоростью около 40 000 миль/ч.
Капсула возврата «Стардаст» стала самым быстрым искусственным объектом, вошедшим в атмосферу Земли, на скорости 28 000 миль/ч.
Why do heavier people fall faster?
Given two objects of the same size but of different materials, the heavier (denser) object will fall faster because the drag and buoyancy forces will be the same for both, but the gravitational force will be greater for the heavier object.
Which will fall first heavy or light?
Heavier objects hit the ground first as they have very less air resistance.
Do heavier things fall faster?
Зависимость скорости падения от массы на Земле и Луне
- На Земле воздушное сопротивление замедляет менее массивные объекты больше.
- В отсутствии воздуха, как на Луне, все объекты падают с одинаковой скоростью, независимо от их массы.
What falls faster a brick or a feather?
Корректный ответ:
Сила притяжения Земли, действующая на оба объекта, одинакова. Перо и кирпич будут падать с одинаковой скоростью и одновременно достигнут земли, если они упадут в вакууме.
В обычных условиях перо падает медленнее из-за сопротивления воздуха.
Дополнительная информация:
- В соответствии с законами классической физики все объекты, независимо от их массы, падают на Землю с одинаковым ускорением, которое называется ускорением свободного падения. Это ускорение составляет приблизительно 9,8 м/с^2 на поверхности Земли.
- Однако в обычных условиях на движение объектов влияет сопротивление воздуха. Сопротивление воздуха — это сила, действующая на объект, движущийся в жидкости или газе. Оно пропорционально площади поверхности объекта, перпендикулярной направлению движения, и квадрату скорости. Поэтому перо, имеющее большую площадь поверхности на единицу массы, испытывает большее сопротивление воздуха, чем кирпич, и падает медленнее.
- В вакууме, где отсутствует сопротивление воздуха, оба объекта будут падать с одинаковой скоростью, как предсказывают законы классической физики.
What is the main difference between terminal velocity and free-fall?
Терминальная скорость выступает максимальной скоростью, достигаемой объектом при падении сквозь среду типа атмосферы.
А свободное падение подразумевает, что гравитация является единственной силой, которая оказывает влияние на объект, без прочих противодействующих воздействий.
What is the formula for critical velocity and terminal velocity?
The correct formula of critical velocity (Vc) is : Vc=kηdr. Vc=kηdr.
Why do heavier people fall faster skydiving?
Масса парашютиста: Более тяжелые парашютисты падают быстрее из-за их более высокой терминальной скорости (при условии постоянной площади поверхности).
Сила тяжести: Массивное тело парашютиста испытывает большую силу тяжести, что притягивает его к земле с большей силой, вызывая более быстрое падение.
Сопротивление воздуха: Хотя сопротивление воздуха увеличивается с ростом массы, масса оказывает большее влияние на вес, чем на сопротивление, что приводит к более быстрому падению более тяжелых парашютистов.
Аэродинамика: Форма тела парашютиста также влияет на скорость падения. Парашютисты с меньшей поверхностью тела относительно своей массы имеют более высокую скорость падения, поскольку испытывают меньшее сопротивление воздуха.
How far do you fall in 6 seconds?
Расстояние падения за 6 секунд
Для вычисления расстояния падения воспользуемся следующей формулой: s = 1/2 * g * t2
- s — расстояние (в метрах)
- g — ускорение свободного падения (приблизительно 9,8 м/с2)
- t — время (в секундах)
При t = 6 с расстояние падения составит:
s = 1/2 * 9,8 м/с2 * (6 с)2 = 176,4 м
Итак, за 6 секунд человек упадет на 176,4 метра.
Интересный факт:
Свободное падение — это движение тела в поле тяготения без воздействия других сил. Если бы не было сопротивления воздуха, все тела падали бы с одинаковым ускорением, которое называется ускорением свободного падения.
What terminal velocity is lethal?
Although the terminal velocities are much lower than the muzzle velocity, they still could cause severe injury and death. The bullets' terminal velocity required to penetrate the skin is between 45.1 and 60.0 m/s (148 and 197 ft/s),[6] and bullets traveling at <60.0 m/s (200 ft/s) can penetrate the skull.