Instructions gratuites étape par étape 
Dans le système métrique, la force est la masse (en grammes) multipliée par 9,8 mètres par seconde au carré. 
Détermination de la vitesse terminale d'un objet
Teneur
Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi les parachutistes finissent par atteindre leur vitesse maximale en tombant, même si la gravité dans le vide est censée maintenir l`objet en accélération continue? Un objet en chute atteindra une vitesse constante lorsqu`une force de freinage agit sur lui, telle que la résistance de l`air. La gravité à proximité d`un corps massif est généralement constante, mais des forces telles que la résistance de l`air augmentent plus l`objet va vite. Si un objet peut tomber assez longtemps, il atteindra une vitesse où la force de résistance deviendra égale à celle de la gravité, provoquant l`annulation des deux et l`objet maintiendra la même vitesse jusqu`à ce qu`il touche le sol. C`est ce qu`on appelle la vitesse terminale.
Pas
Méthode 1 sur 3: Résolution de la vitesse terminale
1. Utilisez la formule de vitesse terminale, également appelée v = la racine carrée de ((2*m*g)/(ρ*A*C)). Appliquez les valeurs suivantes à la formule pour résoudre pour v, la vitesse terminale.
- m = masse de l`objet qui tombe
- g = l`accélération due à la pesanteur. Sur Terre, c`est environ 9,8 mètres par seconde par seconde.
- ρ = la densité du liquide à travers lequel l`objet tombe.
- A = la surface projetée de l`objet. Il s`agit de la surface de l`objet lorsqu`il est projeté sur un plan plat perpendiculaire à la direction dans laquelle l`objet se déplace.
- C = le coefficient de traînée. Ce nombre dépend de la forme de l`objet. Plus la forme est profilée, plus le coefficient est faible. Vous pouvez utiliser différentes approches pour faire glisser les coefficients ici pour rechercher.
Méthode 2 sur 3: Déterminer la force gravitationnelle
1. Déterminer la masse de l`objet qui tombe. Cela devrait être mesuré en grammes ou en kilogrammes, selon le système métrique.
- Rappelez-vous que le kilogramme n`est pas une unité de poids, mais de masse. Le poids d`un objet est égal à la force gravitationnelle exercée sur la masse de l`objet. Sous l`influence de la force gravitationnelle à la surface de la Terre, une masse de 1 kg subit une force de 9,8 Newton. Par exemple, si une personne sur Terre pèse 80 kilogrammes, alors sa masse est de 80 kilogrammes mais il subit une force de 784 N (le poids de l`objet).
2. Apprendre l`accélération due à la gravité terrestre. Assez proche de la Terre pour être affectée par la résistance de l`air, cette accélération est de 9,8 mètres par seconde au carré.
3. Calculer la force de gravité vers le bas. La force avec laquelle l`objet qui tombe est tiré vers le bas est égale à la masse de l`objet multipliée par l`accélération gravitationnelle, ou F = MA. Ce nombre multiplié par 2, vient en haut de la formule de la vitesse terminale.
Méthode 3 sur 3: Détermination de la force de traînée
1. Détermine la densité du milieu. Pour un objet qui tombe dans l`atmosphère terrestre, sa densité changera en fonction de l`altitude et de la température de l`air. Cela rend le calcul de la vitesse terminale d`un objet en chute particulièrement difficile, car la densité de l`air changera à mesure que l`objet perd de la hauteur. Mais vous pouvez rechercher des approximations des différentes densités de l`air dans les manuels et autres ouvrages de référence.
- La densité de l`air au niveau de la mer à une température de 15 °C est de 1.225kg/m3.
2. Estimer le coefficient de traînée de l`objet. Ce nombre est basé sur la rationalisation de l`objet. Malheureusement, c`est un nombre très complexe à calculer et nécessite certaines hypothèses scientifiques. Cela n`a aucun sens de calculer le coefficient de traînée sans l`aide d`une soufflerie et de calculs aérodynamiques sérieux. Recherchez plutôt une approximation pour des objets de forme similaire.
3. Calculer la surface projetée de l`objet. La dernière variable dont vous avez besoin est la partie de la zone telle que représentée par l`objet dans le support. Imaginez la silhouette de l`objet qui tombe comme vous le voyez se tenant juste en dessous. Cette forme, projetée sur un plan plat, est la surface projetée. Encore une fois, c`est une valeur difficile à calculer si l`objet est plus complexe qu`une forme géométrique de base.
4. Découvrez quelle est la force de résistance contre la gravité descendante. Si vous connaissez la vitesse de l`objet mais pas la force de traînée, vous pouvez utiliser la formule pour la calculer. C`est (C*ρ*A*(v^2))/2.
Des astuces
- La vitesse terminale changera en fait légèrement pendant la chute libre. La gravité augmente légèrement à mesure que l`objet se rapproche du centre de la Terre, mais cela est négligeable. La densité du milieu augmentera à mesure que l`objet descendra plus loin. Cet effet est beaucoup plus perceptible. Un parachutiste ralentira en fait si la chute se poursuit, car l`atmosphère se densifie avec la diminution de l`altitude.
- Sans parachute ouvert, un parachutiste touchera le sol à une vitesse d`environ 210 km/h.
Articles sur le sujet "Détermination de la vitesse terminale d'un objet"
Оцените, пожалуйста статью
Populaire
