Terminal Velocity: Pagkahulog na may Drag

1 · Humula

Nahuhulog ang isang skydiver sa hangin, na bumabalik ng drag force na lumalaki kasama ng bilis. Kung baguhin ng skydiver ang posisyon ng katawan para dagdagan ang air drag, mas mataas, mas mababa, o pareho ba ang kanyang steady na bilis ng pagkahulog (terminal velocity)?

• Mas malaking air drag ay nagbibigay ng mas mataas na terminal velocity
• Pareho ang terminal velocity anuman ang air drag
• Mas malaking air drag ay nagbibigay ng mas mababang terminal velocity

2 · Mag-set Up

1. Buksan ang Terminal Velocity preset. Ang skydiver (bola) ay nagsisimula sa itaas ng scene at nahuhulog sa ilalim ng gravity habang kumikilos ang air drag.
2. Tiyakin na nakakabit ang speed probe sa skydiver, tapos tingnan ang mass at air drag (frictionAir) value sa Properties panel.
3. Para sa bawat hilera sa ibaba, itakda ang mass at air drag ng skydiver sa Properties panel, i-play ang simulation hanggang huminto ang pagbabago ng speed reading (lalapit ito sa steady na value bago dumating ang skydiver sa sahig), at itala ang steady na bilis na iyon.

3 · Mangulekta ng Data

I-plot ang air drag (x-axis) laban sa sinusukat mong terminal velocity (y-axis). Linear ba ang ugnayan? Anong hugis ito?

4 · Mag-analisa

1. Para sa bawat hilera, i-multiply ang sinusukat mong terminal speed sa air drag value at pagkatapos sa 60. Dapat lumapit ka sa 9.8 × (1 − air drag), hindi eksaktong 9.8. Bakit? Isang beses kada frame inilalapat ng simulation ang drag sa halip na tuloy-tuloy, at ito ay may halagang isang factor na (1 − air drag). Ano pa rin ang sinasabi ng balanse tungkol sa mga puwersa kapag huminto na sa pagbilis ang skydiver?
2. Parehong mass ang gamit ng bawat hilera. Lumilitaw ba ang mass kahit saan sa ugnayang nahanap mo? Batay sa data mo, abot ba ng ibang terminal velocity ang mas mabigat na skydiver kaysa magaan sa simulation na ito?

5 · Palawakin

1. Ang tunay na air resistance ay lumalaki kasama ng square ng bilis, hindi direkta, at ang lakas nito ay nakadepende sa cross-sectional area at mass ng bagay. Hulaan kung paano magbabago ang terminal velocity ng tunay na skydiver sa pagitan ng belly-down na 'spread eagle' na posisyon at feet-down na dive — at bakit mahalaga ang mass para sa tunay na skydiver kahit hindi ito mahalaga sa data mo sa itaas.
2. Binubuksan ng skydiver ang parachute, na biglang dinadagdagan ang air drag. Gamit ang nahanap na ugnayan, hulaan kung ano ang mangyayari sa bilis ng pagkahulog niya pagkabukas ng canopy, at ipaliwanag kung bakit hindi siya biglang lumilipat sa bagong terminal velocity.

Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito

← Bumalik sa experiment