Конечная скорость описывает точку равновесия в кинематике, где атмосферное сопротивление падающего объекта становится равным и противоположным ускорению под действием силы тяжести. Таким образом, объект не может ускоряться дальше без посторонней помощи и достиг максимальной скорости в этой среде.
Перетаскивание является функцией аэродинамики рассматриваемого объекта: зонт падал гораздо медленнее, чем ракета такого же веса. Мы можем использовать конечное уравнение скорости для расчета скорости объекта в этой точке.
Определить вес W падающего объекта. Самый простой способ сделать это, как правило, измерить это количество напрямую. Вы также можете оценить вес, если знаете строительные материалы и размеры.
Рассчитать фронтальную площадь падающего объекта. Лобная область - это видимая область, обращенная в направлении падения. Вы можете определить эту область, измеряя контур объекта с этой ориентации.
Например, если бы падающий объект был конусом, кончик конуса был бы направлен прямо вниз, а фронтальная область представлялась бы окружностью, равной площади круглого основания конуса.
Определить коэффициент сопротивления Сd падающего объекта. Обычно вы можете избежать расчета коэффициента сопротивления самостоятельно, посмотрев приблизительное значение в справочнике или в Интернете. Если вам нужно очень точное значение, вам следует проконсультироваться с инженером.
Определить плотность атмосферы ρ среды, через которую будет падать объект. Если среда - воздух, то вы должны знать, что плотность воздуха уменьшается с высотой, а это означает, что конечная скорость объекта будет уменьшаться по мере приближения к земле (где газ плотнее и сильнее отталкивается, обеспечивая более высокую мощность торможения) ,
Таким образом, вы можете рассчитать конечную скорость на любой одной высоте, используя простую математику, но для расчета изменения конечной скорости при падении на большие расстояния вам потребуется использование исчисления или эмпирических приближений.
Плотность воздуха также меняется с погодой; Не существует единого значения плотности для данной высоты. Чтобы получить наиболее точные измерения плотности воздуха, вам необходимо умножить средние значения плотности воздуха на местные смещения погодных условий.
Атмосферная информация доступна в Соединенных Штатах от Национальной службы погоды, службы Национального управления океанических и атмосферных исследований.
Для любой данной высоты конечное уравнение скорости имеет вид:
ВT = 1/2
где W это вес предметов, ρ плотность газа, площадь поперечного сечения объекта, и Сd коэффициент сопротивления.
Говоря простым языком, конечная скорость объекта равна квадратному корню из коэффициента, в два раза превышающего вес объекта над произведением фронтальной площади объекта, его коэффициент сопротивления и плотность газа в среде, через которую падает объект. ,