Về công cụ này
Máy tính Vận tốc giới hạn là công cụ vật lý miễn phí, chạy trong trình duyệt, tìm tốc độ ổn định mà một vật rơi đạt được khi lực cản của không khí (hoặc chất lưu) cân bằng với trọng lực. Nhập khối lượng, hệ số cản, diện tích mặt cắt ngang và mật độ chất lưu, và nó trả về vận tốc giới hạn theo nhiều đơn vị cùng lực cân bằng. Mọi thứ được tính cục bộ trong trình duyệt của bạn.
Tại vận tốc giới hạn lực cản bằng trọng lượng, ½·ρ·v²·A·Cd = m·g, biến đổi thành vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)). Ở đây ρ là mật độ chất lưu (không khí ≈ 1.225 kg/m³, nước ≈ 1000), A là diện tích trực diện, Cd là hệ số cản (≈ 0.47 cho hình cầu, ≈ 1.0 cho người nhảy dù nằm sấp) và g = 9.81 m/s². Công cụ cũng có thể giải cho bất kỳ một biến nào khi biết các biến còn lại.
Dùng nó để ước tính người nhảy dù, giọt mưa hay vật thả rơi nhanh đến đâu. Vận tốc giới hạn được hiển thị theo mét trên giây, kilômét trên giờ và dặm trên giờ, với khối lượng theo kg, diện tích theo m² và mật độ theo kg/m³.
Câu hỏi thường gặp
Công thức vận tốc giới hạn là gì?
Đặt lực cản bằng trọng lượng cho vₜ = √(2·m·g / (ρ·A·Cd)), trong đó m là khối lượng, g = 9.81 m/s², ρ là mật độ chất lưu, A là diện tích mặt cắt ngang và Cd là hệ số cản. Tại tốc độ này lực ròng bằng không, nên vật ngừng gia tốc.
Tôi nên dùng hệ số cản và mật độ nào?
Với không khí dùng ρ = 1.225 kg/m³ (nước khoảng 1000). Một hình cầu nhẵn có Cd ≈ 0.47 và người nhảy dù nằm sấp khoảng 1.0. Các mức đặt sẵn điền sẵn những giá trị này, và bạn có thể ghi đè bất kỳ giá trị nào.
Nó có thể giải cho khối lượng hay diện tích thay vì không?
Có. Chuyển bộ chọn 'giải cho' sang khối lượng, hệ số cản, diện tích hoặc mật độ, nhập vận tốc giới hạn và các giá trị còn lại, và nó nghịch đảo công thức để tìm ẩn số.
Tại sao lực cản bằng trọng lượng tại vận tốc giới hạn?
Khi tốc độ tăng, lực cản (tăng theo v²) tăng lên đến khi nó triệt tiêu chính xác trọng lượng hướng xuống m·g. Với lực ròng bằng không, vật ngừng gia tốc, nên lực cản tại vận tốc giới hạn bằng trọng lượng. Mọi phép tính chạy trong trình duyệt của bạn.
Công cụ khác