เกี่ยวกับเครื่องมือนี้
เครื่องคำนวณความเร็วปลาย เป็นเครื่องมือฟิสิกส์ฟรีที่ทำงานในเบราว์เซอร์ ซึ่งหาความเร็วคงที่ที่วัตถุตกถึงเมื่อแรงต้านอากาศ (หรือของไหล) สมดุลกับความโน้มถ่วง ป้อนมวล สัมประสิทธิ์แรงต้าน พื้นที่หน้าตัด และความหนาแน่นของไหล แล้วมันจะคืนความเร็วปลายในหลายหน่วยพร้อมแรงที่สมดุล ทุกอย่างคำนวณในเบราว์เซอร์ของคุณ
ที่ความเร็วปลาย แรงต้านเท่ากับน้ำหนัก ½·ρ·v²·A·Cd = m·g ซึ่งจัดรูปเป็น vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)) ในที่นี้ ρ คือความหนาแน่นของไหล (อากาศ ≈ 1.225 kg/m³, น้ำ ≈ 1000), A คือพื้นที่หน้าตัด, Cd คือสัมประสิทธิ์แรงต้าน (≈ 0.47 สำหรับทรงกลม, ≈ 1.0 สำหรับนักกระโดดร่มที่คว่ำหน้า) และ g = 9.81 m/s² เครื่องมือยังสามารถแก้หาตัวแปรใด ๆ หนึ่งตัวเมื่อทราบตัวอื่น
ใช้เพื่อประมาณว่านักกระโดดร่ม หยดฝน หรือวัตถุที่ตกจะตกเร็วเท่าใด ความเร็วปลายแสดงเป็นเมตรต่อวินาที กิโลเมตรต่อชั่วโมง และไมล์ต่อชั่วโมง โดยมวลเป็น kg, พื้นที่เป็น m² และความหนาแน่นเป็น kg/m³
คำถามที่พบบ่อย
สูตรความเร็วปลายคืออะไร?
การตั้งแรงต้านเท่ากับน้ำหนักให้ vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)) โดย m คือมวล, g = 9.81 m/s², ρ คือความหนาแน่นของไหล, A คือพื้นที่หน้าตัด และ Cd คือสัมประสิทธิ์แรงต้าน ที่ความเร็วนี้แรงลัพธ์เป็นศูนย์ วัตถุจึงหยุดเร่ง
ฉันควรใช้สัมประสิทธิ์แรงต้านและความหนาแน่นเท่าใด?
สำหรับอากาศใช้ ρ = 1.225 kg/m³ (น้ำประมาณ 1000) ทรงกลมเรียบมี Cd ≈ 0.47 และนักกระโดดร่มที่คว่ำหน้าประมาณ 1.0 ค่าตั้งล่วงหน้าจะกรอกค่าเหล่านี้ให้ และคุณสามารถแทนที่ค่าใด ๆ ได้
มันแก้หามวลหรือพื้นที่แทนได้ไหม?
ได้ เปลี่ยนตัวเลือก 'แก้หา' เป็นมวล สัมประสิทธิ์แรงต้าน พื้นที่ หรือความหนาแน่น ป้อนความเร็วปลายและค่าที่เหลือ แล้วมันจะย้อนสูตรเพื่อหาค่าที่ไม่ทราบ
ทำไมแรงต้านจึงเท่ากับน้ำหนักที่ความเร็วปลาย?
เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น แรงต้าน (ซึ่งเพิ่มตาม v²) เพิ่มขึ้นจนหักล้างน้ำหนัก m·g ที่ลงพอดี เมื่อแรงลัพธ์เป็นศูนย์ วัตถุจะหยุดเร่ง แรงต้านที่ความเร็วปลายจึงเท่ากับน้ำหนัก คณิตศาสตร์ทั้งหมดทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณ
เครื่องมือเพิ่มเติม