終端速度の計算方法

スカイダイバーがいつ速度制限に達するか知りたいですか?真空中でも、重力によって物体は加速し続け、抵抗（空気抵抗など）があれば最大速度値に達します。ほとんどの場合、重力は一定ですが、物体の落下速度が増加するにつれて空気抵抗などの力が増加し、最終的には重力と平衡状態に達します。これら 2 つの力は互いに打ち消し合い、物体は一定の速度で地面に落下します。そして、この最高速度が終端速度です。

方法1方法1/3:

終端速度を求める方法

{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/f\/fd\/Calculate-Terminal-Velocity-Step-1-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Terminal-Velocity-Step-1-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/f\/fd\/Calculate-Terminal-Velocity-Step-1-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Terminal-Velocity-Step-1-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 1終端速度の公式を使用します: v = ((2*m*g)/(ρ*A*C)) の平方根。次の量を代入すると、終端速度 v が求められます。
- m = 落下する物体の質量
- g = 重力による加速度。地球上では約9.8メートル毎秒の二乗です。
- ρ = 物体が落下する周囲の媒体の密度。
- A = 物体の投影面積。落下方向と平行な地面上の物体の投影を表します。
- C = 抗力係数。対象物の形状により異なります。物体が流線型になるほど、係数は低くなります。ここで物体の抗力係数を調べることができます。
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方法2方法2/3:

重力を見つける

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- ヤードポンド法を使用する場合は、ポンドは必ずしも質量の単位ではなく、力の単位であることに注意してください。ヤードポンド法では、質量の単位はポンド質量 (lbm) であり、地球上の物体にかかる重力は 32 ポンド力 (lbf) です。たとえば、体重が 160 ポンドの人は、実際には 160 ポンド (lbf) の体重であると「感じ」ますが、実際の質量は 5 ポンド (lbm) です。
2.地球の重力加速度を理解する。空気抵抗の影響を受けるほど地球に近い距離では、この加速度は約 9.8 メートル/秒の二乗、または 32 フィート/秒の二乗になります。
{"smallUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/a\/a0\/Calculate-Terminal-Velocity-Step-4-Version-2.jpg\/v4-460px-Calculate-Terminal-Velocity-Step-4-Version-2.jpg","bigUrl":"https:\/\/www.wikihow.com\/images\/thumb\/a\/a0\/Calculate-Terminal-Velocity-Step-4-Version-2.jpg\/v4-728px-Calculate-Terminal-Velocity-Step-4-Version-2.jpg","smallWidth":460,"smallHeight":345,"bigWidth":728,"bigHeight":546,"licensing":"<div class=\"mw-parser-output\"><\/div>"} 3重力による下向きの引力を計算します。これは物体の質量に重力加速度を掛けたものに等しくなります。つまり、F = MAです。この力は 2 倍されて終端速度の式の先頭に配置されます。
- ヤードポンド法では重量ポンド (lbf) となり、一般的には重量と呼ばれます。より正確には、重量ポンドは物体の質量に 32 フィート/秒の 2 乗 (加速度) を掛けた値です。メートル法では、グラム単位の質量に 9.8 メートル毎秒の 2 乗を掛けます。
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方法3方法3/3:

抵抗を見つける

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- 大まかに計算すると、海面で気温 15 °C のときの大気の密度は 1.225 kg/m ³です。
2 抗力係数を推定します。オブジェクトの流線度に応じて変化します。残念ながら、この数値を計算するのは複雑で、一連の科学的な仮定を立てる必要があります。この係数が風洞やその他の厳密な空気力学的な数学的手法の助けを借りずに盲目的に計算された場合。オブジェクトと形状が似ている大まかな参照オブジェクトの係数を見つけるだけです。
3投影領域を計算します。最後に、媒体上のオブジェクトの投影面積を計算する方法を知る必要があります。落下する物体の形を真下から見ているところを想像してみてください。この形状を平面に投影したものが投影面積です。これも、単純な幾何学的パターンを除いて計算が困難です。
4 抵抗を計算します。速度はわかっていても抗力がわからない場合は、抗力を (C*ρ*A*(v ² ))/2 として計算できます。広告する

ヒント

終端速度は実際には自由落下中にわずかに変化します。これは、物体が地球の中心に近づくにつれて重力がわずかに増加するためですが、この増加はごくわずかです。物体が落下するにつれて媒体の密度が増加しますが、この変化は比較的大きいため考慮する必要があります。スカイダイバーが地面に近づくほど、低くなるにつれて空気の密度が高くなるため、実際の速度は遅くなります。
パラシュートがなければ、スカイダイバーは時速約209キロで地面に激突することになります。

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