Hvad er terminalhastighed, og hvordan man kontrollerer det, hvorfor forekommer?

terminalhastighed:en afbalanceringslov

Terminalhastighed er den maksimale hastighed, som et objekt kan nå, mens den falder gennem en væske (som luft eller vand). Det handler ikke om, hvor hurtigt noget * kan * falde, men snarere den hastighed, det * vil * nå ud på grund af balancen mellem to modstridende kræfter:

1. Tyngdekraft: Dette trækker genstanden nedad og accelererer det.

2. Træk: Dette er imod objektets bevægelse og øges, når dens hastighed øges.

hvordan det fungerer:

* Når et objekt falder, trækker tyngdekraften det ned, hvilket får det til at gå hurtigere.

* Når det går hurtigere, øges trækkraften fra væsken (luftmodstand).

* Til sidst bliver trækkraften lig med tyngdekraften.

* På dette tidspunkt er nettokraften på objektet nul, og den stopper med at accelerere.

* Objektet falder fortsat med en konstant hastighed, hvilket er terminalhastigheden.

Kontrol af terminalhastighed:

Du kan ikke direkte kontrollere terminalhastigheden, men du kan påvirke den ved at ændre faktorer, der påvirker træk:

* form: En strømlinet form (som en kugle) reducerer træk, hvilket resulterer i en højere terminalhastighed. En bred, flad form (som en faldskærm) øger træk, hvilket resulterer i en lavere terminalhastighed.

* overfladeareal: Et større overfladeareal øger træk, hvilket falder terminalhastighed. Dette er grunden til, at faldskærme er så store.

* Masse: Et tungere objekt har en større tyngdekraft, der trækker den ned, men dette opvejes af det øgede træk på grund af den øgede masse. I praksis er effekten af ​​masse på terminalhastigheden mindre signifikant end form og overfladeareal.

* væskens densitet: En tættere væske (som vand) skaber mere træk end en mindre tæt væske (som luft), hvilket resulterer i en lavere terminalhastighed.

Hvorfor forekommer det:

Terminalhastighed er en naturlig konsekvens af fysik. Det er et resultat af samspillet mellem tyngdekraften, der trækker genstande mod jorden og træk, der modsætter sig bevægelsen af ​​genstande gennem væsker. Det er et grundlæggende princip, der hjælper med at forklare, hvorfor genstande falder i forskellige hastigheder, og hvordan ting som faldskærme fungerer.

Eksempler:

* En skydiver når en terminalhastighed på ca. 120 km/h (193 km/t) i en frifaldsposition.

* En fjer har en meget lavere terminalhastighed end en klippe på grund af dens større overfladeareal og lettere vægt.

* I vand er terminalhastigheden meget lavere end i luft, fordi vand er meget tættere.

Key Takeaway:

Terminalhastighed er et kritisk koncept til at forstå bevægelsen af ​​genstande gennem væsker. Ved at kontrollere faktorer som form, overfladeareal og masse kan vi manipulere denne hastighed og sikre en sikker og kontrolleret bevægelse.