Как найти максимальную скорость тела по формуле


1. Формулы максимальной высоты и времени за которое тело поднялось на максимальную высоту

Формулы высоты, скорости, времени тела брошенного вверх

h max
– максимальная высота достигнутая телом за время t

Vк – конечная скорость тела на пике, равная нулю

Vн – начальная скорость тела

t – время подъема тела на максимальную высоту h

g ≈ 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения

Формула максимальной высоты (h max):

Формула времени за которое тело достигло максимальную высоту (t):

2. Формулы скорости, высоты и времени тела брошенного вертикально вверх под воздействием силы тяжести

Формулы  при свободном падении

h – расстояние пройденное телом за время t

Vн – начальная скорость тела

V – скорость тела в момент времени t

t – время подъема за которое тело пролетело расстояние h

g ≈ 9,8 м/с2 – ускорение свободного падения

Формула скорости тела в момент времени t (V):

Формула начальной скорости тела (Vн):

Формулы высоты тела в момент времени t (h):

Формулы времени, за которое тело достигло высоту h (t):

Подробности

Опубликовано: 04 августа 2015

Обновлено: 13 августа 2021


Загрузить PDF


Загрузить PDF

Вы никогда не задумывались, почему при падении парашютисты в конечном итоге достигают предельной максимальной скорости, хотя сила тяжести в вакууме заставляет тело постоянно ускоряться? Падающее тело достигает предельной скорости, когда есть некая сдерживающая сила, такая, как сопротивление воздуха. Сила тяжести действует на тело с постоянной величиной, но сила сопротивления воздуха увеличивается с увеличением скорости падения тела. Если свободное падение длится достаточно долго, то скорость падения тела достигнет такой величины, при которой сила сопротивления станет равна силе тяжести, и эти силы будут компенсировать друг друга; в результате этого тело будет продолжать падение с постоянной скоростью, пока не коснется земли. Такая скорость называется предельной скоростью.

  1. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 1

    1

    Формула для нахождения предельной скорости: v = квадратный корень из ((2*m*g)/(ρ*A*C)). Подставьте значения переменных для нахождения предельной скорости v.

    • m = масса падающего тела.
    • g = ускорение свободного падения. На Земле оно примерно равно 9,8 м/с2.
    • ρ = плотность жидкости, в которой падает тело.
    • A= площадь проекции тела. Это площадь области тела, перпендикулярная направлению движения тела.
    • C = коэффициент лобового сопротивления. Он зависит от формы тела. Чем более обтекаемая форма, тем ниже коэффициент.

    Реклама

  1. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 2

    1

    Найдите массу падающего тела. В метрической системе ее измеряют в граммах или килограммах.

  2. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 3

    2

    Задайте ускорение свободного падения. На расстоянии, достаточно близком к земле, чтобы столкнуться с сопротивлением воздуха, эта величина равна 9,8 м/с2.

  3. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 4

    3

    Вычислите силу тяжести. Она равна массе тела умноженной на ускорение свободного падения F = m*g.

    Реклама

  1. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 5

    1

    Найдите плотность среды. Для тела, падающего сквозь атмосферу Земли, плотность будет меняться в зависимости от высоты и температуры воздуха. Это делает вычисления предельной скорости свободно падающего тела особенно сложным, так как плотность воздуха меняется по мере того, как тело приближается к земле. Тем не менее, вы можете найти приблизительные значения плотности воздуха в учебниках или в других источниках.

    • В качестве ориентира, плотность воздуха на уровне моря при температуре 15°C равна 1,225 кг/м3.
  2. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 6

    2

    Оцените коэффициент аэродинамического сопротивления тела. Это число зависит от обтекаемости тела. К сожалению, это очень сложная для вычисления величина, которая включает в себя принятие определенных научных предположений. Не пытайтесь вычислить коэффициент аэродинамического сопротивления без помощи аэродинамической трубы и некоторых сложных аэродинамических вычислений. Вместо этого возьмите готовое значение для тела, по форме похожее на ваше.

  3. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 7

    3

    Вычислите площадь проекции объекта. Последней переменной, которую вы должны найти, является площадь поперечного сечения тела. Представьте себе силуэт падающего тела, посмотрев на него сверху. Площадь этого силуэта (площадь проекции), который проецируется на плоскость, и надо найти. Опять же, это трудное для вычисления значение, за исключением простых по форме тел.

  4. Изображение с названием Calculate Terminal Velocity Step 8

    4

    Найдите силу сопротивления, которая противоположна силе тяжести. Если вы знаете скорость тела, то сила сопротивления находится по формуле: (C*ρ*A*(v^2))/2.

    Реклама

Советы

  • Падая без парашюта, человек ударяется о землю со скоростью равной примерно 240 км/ч.
  • Предельная скорость на самом деле немного меняется во время свободного падения. Сила тяжести увеличивается по мере приближения тела к центру Земли, но этим можно пренебречь. Плотность среды растет с уменьшением высоты падения. Это гораздо более заметный эффект. Парашютист по мере падения на самом деле будет замедляться, так как плотность атмосферы сильно увеличивается с уменьшением расстояния до Земли.

Реклама

Об этой статье

Эту страницу просматривали 37 421 раз.

Была ли эта статья полезной?

Как найти максимальную скорость

Как найти максимальную скорость

Задачи физики и математики часто требуют найти максимальную скорость объекта на протяжении всего пути. Данный вид задач относится к разделу кинематики. Рассмотрим алгоритм нахождения максимальной скорости.

Запишите уравнение зависимости скорости от времени.

Найдите производную правой части уравнения и приравняйте её к нулю. Найдите момент времени t, в который производная равна нулю. Если функция периодическая, достаточно рассмотреть какой-либо один период.

Из полученных значений t выберите точки максимума функции. Точка максимума — это минус.

Посчитайте значение функции скорости в точках максимума. Выберите наибольшее.

Если задан конкретный промежуток времени, сравните значения функции скорости на граничных точках и в точках максимума. Выберите наибольшее из них.

Движение тела, брошенного под углом к горизонту

H = m g l 1 m g . . + m v 2 2 m g . . = l 1 + v 2 2 g . .

h − l 1 = v 2 sin 2 . β 2 g . . = v 2 sin 2 . ( 90 − 2 α ) o 2 g . .

l 1 = h − v 2 sin 2 . ( 90 − 2 α ) o 2 g . .

H = l 1 + v 2 2 g . . = h − ( g t ) 2 sin 2 . ( 90 − 2 α ) o 2 g . . + ( g t ) 2 2 g . .

H = h − g t 2 sin 2 . ( 90 − 2 α ) 2 . . + g t 2 2 . . = h − g t 2 2 . . ( sin 2 . ( 90 − 2 α ) o − 1 )

H = 1 , 4 − 10 · 0 , 4 2 2 . . ( sin 2 . ( 90 − 6 0 ) o − 1 )

H = 1 , 4 − 5 · 0 , 16 ( sin 2 . 3 0 o − 1 )

H = 1 , 4 − 0 , 8 ( ( 1 2 . . ) 2 − 1 ) = 1 , 4 − 0 , 8 ( 1 4 . . − 1 )

H = 1 , 4 + 0 , 6 = 2 ( м )

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Задание EF17980

В момент t=0 мячик бросают с начальной скоростью v0 под углом α к горизонту с балкона высотой h (см. рисунок).

Графики А и Б представляют собой зависимости физических величин, характеризующих движение мячика в процессе полёта, от времени t. Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. (Сопротивлением воздуха пренебречь. Потенциальная энергия мячика отсчитывается от уровня y=0).

К каждой позиции графика подберите соответствующую позицию утверждения и запишите выбранные цифры в порядке АБ.

  1. Установить вид механического движения, исходя из условий задачи.
  2. Записать формулы для физических величин, указанных в таблице, в соответствии с установленным видом механического движения.
  3. Определить, как зависят эти величины от времени.
  4. Установить соответствие между графиками и величинами.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Мальчик бросил стальной шарик вверх под углом к горизонту. Пренебрегая сопротивлением воздуха, определите, как меняются по мере приближения к Земле модуль ускорения шарика и горизонтальная составляющая его скорости?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

  1. увеличивается
  2. уменьшается
  3. не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Как найти предельную скорость

wikiHow работает по принципу вики, а это значит, что многие наши статьи написаны несколькими авторами. При создании этой статьи над ее редактированием и улучшением работали, в том числе анонимно, 11 человек(а).

Количество просмотров этой статьи: 34 610.

Вы никогда не задумывались, почему при падении парашютисты в конечном итоге достигают предельной максимальной скорости, хотя сила тяжести в вакууме заставляет тело постоянно ускоряться? Падающее тело достигает предельной скорости, когда есть некая сдерживающая сила, такая, как сопротивление воздуха. Сила тяжести действует на тело с постоянной величиной, но сила сопротивления воздуха увеличивается с увеличением скорости падения тела. Если свободное падение длится достаточно долго, то скорость падения тела достигнет такой величины, при которой сила сопротивления станет равна силе тяжести, и эти силы будут компенсировать друг друга; в результате этого тело будет продолжать падение с постоянной скоростью, пока не коснется земли. Такая скорость называется предельной скоростью.

Как найти максимальную скорость

Задачи физики и математики часто требуют найти максимальную скорость объекта на протяжении всего пути. Данный вид задач относится к разделу кинематики. Рассмотрим алгоритм нахождения максимальной скорости.

Как найти максимальную скорость

Инструкция

Запишите уравнение зависимости скорости от времени.

Найдите производную правой части уравнения и приравняйте её к нулю. Найдите момент времени t, в который производная равна нулю. Если функция периодическая, достаточно рассмотреть какой-либо один период.

Из полученных значений t выберите точки максимума функции. Точка максимума – это минус.

Посчитайте значение функции скорости в точках максимума. Выберите наибольшее.

Если задан конкретный промежуток времени, сравните значения функции скорости на граничных точках и в точках максимума. Выберите наибольшее из них.

Видео по теме

Полезный совет

Функцию зависимости скорости от времени можно получить, дифференцируя функцию пройденного пути, либо интегрируя функцию ускорения. Во втором случае понадобятся еще начальные условия.

Источники:

  • как находится максимальная скорость

Unit Converter

Enter the mass, acceleration, density of fluid, cross-sectional area, and drag coefficient into the calculator to determine the maximum velocity.

  • All Velocity Calculators
  • Velocity Calculator
  • Free Fall Velocity Calculator
  • Terminal Velocity Calculator
  • Drag Coefficient Calculator
  • Height to Velocity Calculator
  • Gravity To Velocity Calculator
  • Theoretical Velocity Calculator

Maximum Velocity Formula

The following equation is used to calculate the Maximum Velocity.

Vmax = SQRT ( 2*m*a / (p*A*C) )

  • Where Vmax is the maximum velocity (m/s)
  • m is the mass of the object (kg)
  • a is the total acceleration (m/s^2)
  • p is the density of the fluid (kg/m^3)
  • A is the cross-sectional area (m^2)
  • C is the coefficient of drag

What is a Maximum Velocity?

Definition:

A Maximum Velocity measures the peak velocity that an object will reach under a specific acceleration. This peak velocity is reached when the acceleration equals the force of drag divided by the mass.

How to Calculate Maximum Velocity?

Example Problem:

The following example outlines the steps and information needed to calculate Maximum Velocity.

First, determine the mass of the object. In this example, the mass is found to be 20kg.

Next, determine the total acceleration. For this problem, the total acceleration is found to be 25 m/s^2.

Next, determine the density of the fluid. In this case, the density of the fluid is measured to be 1.2 kg/m^3.

Next, determine the cross-sectional area exposed to drag. In this problem, the area is 3 m^2.

Next, determine the coefficient of drag. This is determined to be .45.

Finally, calculate the Maximum Velocity using the formula above:

Vmax = SQRT ( 2*m*a / (p*A*C) )

Vmax = SQRT ( 2*20*25 / (1.2*3*.45) )

Vmax = 24.845 m/s

maximum velocity calculator

Добавить комментарий