制限速度を見つける方法

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ステップ
方法1/3：制限速度の計算
方法2/3：重力の計算
方法3/3：抵抗力を決定する
チップ
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真空中の重力によって体が絶えず加速するのに、なぜスカイダイバーが落下したときに最高速度に達するのか疑問に思ったことはありませんか？落下する物体は、空気抵抗などの何らかの拘束力があると最高速度に達します。重力は一定の値で物体に作用しますが、空気抵抗の力は物体の落下速度の増加とともに増加します。自由落下が十分に長く続く場合、落下する物体の速度は、抵抗力が重力と等しくなるような値に達し、これらの力は互いに補償します。その結果、体は地面に着くまで一定の速度で落下し続けます。この速度は最高速度と呼ばれます。

ステップ

方法1/3：制限速度の計算

1 制限速度を見つけるための式： v =（（2 * m * g）/（ρ * A * C））の平方根。変数の値をプラグインして、制限速度vを見つけます。
- m =落下する物体の質量。
- g =重力による加速度。地球上では、9.8 m / s2にほぼ等しくなります。
- ρ=体が落ちる流体の密度。
- A =ボディ投影面積。これは、体の動きの方向に垂直な体の領域の領域です。
- C =抗力係数。それは体の形に依存します。形状が合理化されるほど、係数は低くなります。

方法2/3：重力の計算

1 落下する物体の質量を見つけます。 メートル法では、グラムまたはキログラムで測定されます。
2 重力による加速度を設定します。 空気抵抗に遭遇するのに十分に地面に近い距離では、この値は9.8 m / s2です。
3 重力を計算します。 これは、物体の質量に重力による加速度を掛けたものに等しくなりますF = m * g。

方法3/3：抵抗力を決定する

1 媒体の密度を見つけます。 地球の大気圏を落下する物体の場合、密度は空気の高さと温度に応じて変化します。これにより、自由落下する物体の限界速度の計算が特に困難になります。これは、物体が地面に近づくにつれて空気の密度が変化するためです。ただし、空気密度の概算値は教科書やその他の情報源で見つけることができます。
- 目安として、15°Cの海面での空気密度は1.225 kg / m3です。
2 体の抗力係数を推定します。 この数は、体の合理化に依存します。残念ながら、これは計算が非常に難しい量であり、特定の科学的仮定を行う必要があります。風洞といくつかの複雑な空力計算の助けを借りずに抗力係数を計算しようとしないでください。代わりに、あなたと同じような形の既製のボディバリューを取りましょう。
3 オブジェクトの投影面積を計算します。 あなたが見つけなければならない最後の変数は、体の断面積です。上から落下する物体のシルエットを想像してみてください。平面に投影されるこのシルエットの領域（投影領域）を見つける必要があります。繰り返しますが、これは単純な形状のボディを除いて、計算するのが難しい値です。
4 重力の反対である抵抗力を見つけます。 物体の速度がわかっている場合、抵抗力は次の式で求められます。（C *ρ * A *（v ^ 2））/ 2。

チップ

パラシュートなしで落下すると、人は時速約240kmの速度で地面に衝突します。
制限速度は、実際には自由落下中にわずかに変化します。重力は、体が地球の中心に近づくにつれて増加しますが、これは無視できます。媒体の密度は、落下高さが減少するにつれて増加します。これははるかに顕著な効果です。スカイダイバーは、地球までの距離が短くなるにつれて大気の密度が劇的に増加するため、落下するにつれて実際に減速します。