حول هذه الأداة
حاسبة السرعة الحدية أداة فيزياء مجانية تعمل داخل المتصفح وتوجد السرعة الثابتة التي يبلغها جسم ساقط عندما يوازن سحب الهواء (أو المائع) الجاذبية. أدخل الكتلة ومعامل السحب والمساحة المقطعية وكثافة المائع، فتُعيد السرعة الحدية بعدة وحدات إضافةً إلى القوة الموازِنة. كل شيء يُحسب محليًا في متصفحك.
عند السرعة الحدية تساوي قوة السحب الوزنَ، ½·ρ·v²·A·Cd = m·g، وهو ما يُعاد ترتيبه إلى vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)). هنا ρ كثافة المائع (الهواء ≈ 1.225 kg/m³، الماء ≈ 1000)، وA المساحة الأمامية، وCd معامل السحب (≈ 0.47 للكرة، ≈ 1.0 للقافز بالمظلة المستلقي على بطنه) وg = 9.81 m/s². ويمكن للأداة أيضًا الحل لأي متغير واحد عندما يكون الباقي معلومًا.
استخدمها لتقدير سرعة سقوط قافز بالمظلة أو قطرة مطر أو جسم مُسقَط. تُعرض السرعة الحدية بالأمتار في الثانية والكيلومترات في الساعة والأميال في الساعة، مع الكتلة بـ kg والمساحة بـ m² والكثافة بـ kg/m³.
الأسئلة الشائعة
ما صيغة السرعة الحدية؟
جعل السحب مساويًا للوزن يعطي vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd))، حيث m الكتلة، وg = 9.81 m/s²، وρ كثافة المائع، وA المساحة المقطعية وCd معامل السحب. عند هذه السرعة تكون القوة الصافية صفرًا، فيتوقف الجسم عن التسارع.
أي معامل سحب وكثافة ينبغي أن أستخدم؟
للهواء استخدم ρ = 1.225 kg/m³ (الماء نحو 1000). الكرة الملساء لها Cd ≈ 0.47 والقافز بالمظلة المستلقي على بطنه نحو 1.0. تملأ الإعدادات الجاهزة هذه القيم، ويمكنك تجاوز أي قيمة.
هل يمكنها الحل للكتلة أو المساحة بدلًا من ذلك؟
نعم. بدّل محدد 'حل من أجل' إلى الكتلة أو معامل السحب أو المساحة أو الكثافة، وأدخل السرعة الحدية والقيم المتبقية، فتعكس الصيغة لإيجاد المجهول.
لماذا تساوي قوة السحب الوزن عند السرعة الحدية؟
مع ارتفاع السرعة، يزداد السحب (الذي ينمو مع v²) حتى يلغي تمامًا الوزن الهابط m·g. وبقوة صافية صفرية يتوقف الجسم عن التسارع، فتساوي قوة السحب عند السرعة الحدية الوزن. كل الحسابات تجري في متصفحك.
المزيد من الأدوات