यांत्रिकी
अंतिम चाल
चाल जमिनीला स्पर्श करण्यापूर्वीच सपासून लागते आणि हवा-प्रतिकार गुरुत्वाला गाठताना त्वरण (a) 0 कडे जाते, हे पहा.
अंतिम चाल — संवादी यांत्रिकी सिम्युलेशन. चाल जमिनीला स्पर्श करण्यापूर्वीच सपासून लागते आणि हवा-प्रतिकार गुरुत्वाला गाठताना त्वरण (a) 0 कडे जाते, हे पहा. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
अंतिम चाल
पडणारी वस्तू जशी जलद होते, तसा हवा-प्रतिकार वाढतो जोपर्यंत वजनाशी संतुलित होत नाही. मग त्वरण शून्यावर येते व चाल सपासून लागते.
अंतिम चालीपूर्वी वजन प्रतिकारापेक्षा जास्त असते व वस्तू प्रवेग घेते. चाल वाढताना प्रतिकार वाढतो जोपर्यंत एकूण बल शून्य होत नाही. मग वस्तू जवळपास स्थिर अंतिम चालीने पडते.
- F_net = mg − F_drag
- अंतिम चालीवर: a → 0
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
स्कायडायव्हर हवेतून पडतो, व हवा चालीसह वाढणारा ड्रॅग-बल देऊन परत ढकलते. स्कायडायव्हर ती हवा-ड्रॅग वाढवेल अशी शरीर-स्थिती घेतल्यास, त्याची स्थिर पडण्याची चाल (अंतिम चाल) कमी ड्रॅगच्या तुलनेत जास्त, कमी की तशीच राहते?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- जास्त हवा-ड्रॅग जास्त अंतिम चाल देतो
- हवा-ड्रॅग कितीही असो, अंतिम चाल तशीच
- जास्त हवा-ड्रॅग कमी अंतिम चाल देतो
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- वस्तुमान (kg)
- हवा-ड्रॅग
तुम्ही काय मापता:
- अंतिम चाल (m/s)
- अंतिम चालीवरील KE (J)
तपासणी कशी चालते
- अंतिम चाल प्रीसेट उघडा. स्कायडायव्हर (चेंडू) दृश्याच्या वर असून गुरुत्वाखाली पडतो व हवा-ड्रॅग त्यावर काम करतो.
- चाल-प्रोब स्कायडायव्हरवर जोडला आहे याची खात्री करा, मग गुणधर्म पॅनेलमध्ये त्याचे वस्तुमान व हवा-ड्रॅग (frictionAir) मूल्य तपासा.
- खालील प्रत्येक ओळीसाठी स्कायडायव्हरचे वस्तुमान व हवा-ड्रॅग गुणधर्म पॅनेलमध्ये जुळवा, प्रोबचे चाल-वाचन बदलणे थांबेपर्यंत सिम्युलेशन चालवा (जमिनीपर्यंत पोहोचण्यापूर्वीच ते स्थिर मूल्याकडे जाईल), व ती स्थिर चाल नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
संतुलनावर न्यूटनचा दुसरा नियम — F = m·a
एकूण बल म्हणजे वस्तुमान × त्वरण. स्कायडायव्हर जलद होत असताना वरचा ड्रॅग-बल वाढतो जोपर्यंत खालच्या गुरुत्व-ओढीशी नेमका संतुलित होत नाही — एकूण बल (म्हणूनच त्वरण) शून्यावर येते व चाल बदलणे थांबते. ती स्थिर चाल म्हणजे तुम्ही मोजलेली अंतिम चाल.
गतिज ऊर्जा — KE = ½·m·v²
गतिज ऊर्जा म्हणजे अर्धा वस्तुमान गुणिले चालीचा वर्ग. स्कायडायव्हर अंतिम चाल गाठल्यावर ही त्याची पडण्याच्या उर्वरित भागातील गतिज ऊर्जा — हवा-प्रतिकार ती उष्णता म्हणून सातत्याने काढून चाल स्थिर ठेवतो.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- प्रत्येक ओळीसाठी मोजलेली अंतिम चाल × हवा-ड्रॅग मूल्य × 60. तुम्ही 9.8 × (1 − हवा-ड्रॅग) च्या जवळ याल, नेमके 9.8 ला नाही. का? सिम्युलेशन ड्रॅग सातत्याने नव्हे तर प्रति-फ्रेम लावते, व त्याची नेमकी (1 − हवा-ड्रॅग) पदावती खर्च होते. स्कायडायव्हर जलद होणे थांबवल्यावर बलांबद्दल ते संतुलन अजून काय सांगते?
- प्रत्येक ओळ त्याच वस्तुमानाची आहे. तुम्ही आधीच्या प्रश्नात सापडलेल्या नात्यात वस्तुमान कुठे तरी दिसते का? तुमच्या डेटावरून, या सिम्युलेशनमध्ये जड स्कायडायव्हर हलक्यापेक्षा वेगळी अंतिम चाल गाठतो का?
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- खरा हवा-प्रतिकार चालीच्या वर्गाने वाढतो, थेट चालीने नाही, व त्याची ताकद वस्तूच्या छेद-क्षेत्रफळ व वस्तुमानावर अवलंबून असते. खऱ्या स्कायडायव्हरची अंतिम चाल पोटाखाली 'पसरलेल्या पंखांच्या' स्थिती व पायांखाली उतरण्याच्या स्थितीत कशी बदलेल याचे भाकीत करा — व वरील डेटात न दिसलेले वस्तुमान खऱ्या स्कायडायव्हरसाठी का महत्त्वाचे आहे तेही.
- स्कायडायव्हर छत्री उघडतो, ज्यामुळे त्याचा हवा-ड्रॅग झपाट्याने वाढतो. तुम्ही सापडलेल्या नात्यावरून, छत्री उघडल्यावर लगेच त्याची पडण्याची चाल काय होते याचे भाकीत करा, व तो नवीन अंतिम चालीवर झटपट का उडी घेत नाही ते स्पष्ट करा.
- AP Physics 1 — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- AP Physics C: Mechanics — Unit 2: Force and Translational Dynamics
- IB Physics — A.2 Forces and momentum
- General High School Physics — Forces & Newton's laws
- NGSS High School Physics — Forces and Newton's second law
- अंतिम चालीमध्ये स्वागत आहे
- स्कायडायव्हर निवडा
- प्ले दाबा
- चाल सपासून
- डेटा उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.