Informazioni su questo strumento
Il Calcolatore della velocità limite è uno strumento di fisica gratuito, nel browser, che trova la velocità costante che un oggetto in caduta raggiunge quando la resistenza dell'aria (o del fluido) bilancia la gravità. Inserisci la massa, il coefficiente di resistenza, l'area della sezione trasversale e la densità del fluido, e restituisce la velocità limite in diverse unità più la forza di bilanciamento. Tutto è calcolato localmente nel tuo browser.
Alla velocità limite la forza di resistenza è uguale al peso, ½·ρ·v²·A·Cd = m·g, che si riorganizza in vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)). Qui ρ è la densità del fluido (aria ≈ 1.225 kg/m³, acqua ≈ 1000), A è l'area frontale, Cd è il coefficiente di resistenza (≈ 0.47 per una sfera, ≈ 1.0 per un paracadutista a pancia in giù) e g = 9.81 m/s². Lo strumento può anche risolvere per una qualsiasi variabile quando le altre sono note.
Usalo per stimare quanto velocemente cade un paracadutista, una goccia di pioggia o un oggetto lasciato cadere. La velocità limite è mostrata in metri al secondo, chilometri all'ora e miglia all'ora, con la massa in kg, l'area in m² e la densità in kg/m³.
Domande frequenti
Qual è la formula della velocità limite?
Ponendo la resistenza uguale al peso si ottiene vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)), dove m è la massa, g = 9.81 m/s², ρ è la densità del fluido, A l'area della sezione trasversale e Cd il coefficiente di resistenza. A questa velocità la forza netta è zero, quindi l'oggetto smette di accelerare.
Quale coefficiente di resistenza e densità devo usare?
Per l'aria usa ρ = 1.225 kg/m³ (l'acqua è circa 1000). Una sfera liscia ha Cd ≈ 0.47 e un paracadutista a pancia in giù circa 1.0. I preset li compilano, e puoi sovrascrivere qualsiasi valore.
Può risolvere per massa o area invece?
Sì. Cambia il selettore 'risolvi per' su massa, coefficiente di resistenza, area o densità, inserisci la velocità limite e i valori rimanenti, e inverte la formula per trovare l'incognita.
Perché la forza di resistenza è uguale al peso alla velocità limite?
Con l'aumentare della velocità, la resistenza (che cresce con v²) aumenta finché non annulla esattamente il peso verso il basso m·g. Con forza netta zero l'oggetto smette di accelerare, quindi la forza di resistenza alla velocità limite è uguale al peso. Tutta la matematica avviene nel tuo browser.
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