எல்லை வேகம்: இழுவை வழியாக வீழ்ச்சி

1 · கணிப்பு

ஒரு வானவீழ்பவர் காற்றின் வழியாக விழுகிறார், காற்று, வேகத்துடன் வளரும் இழுவை விசையால் பின்னுக்குத் தள்ளுகிறது. வானவீழ்பவர் அந்த காற்று இழுவையை அதிகரிக்க தன் உடல் நிலையை மாற்றினால், அவரது நிலையான வீழ்ச்சி வேகம் (எல்லை வேகம்) குறைந்த இழுவையுடன் ஒப்பிடும்போது அதிகமா, குறைவா, அல்லது அப்படியே?

• அதிக காற்று இழுவை, அதிக எல்லை வேகம் தரும்
• காற்று இழுவை எதுவும் பொருட்படாமல் எல்லை வேகம் அப்படியே
• அதிக காற்று இழுவை, குறைந்த எல்லை வேகம் தரும்

2 · அமைப்பு

1. எல்லை வேகம் முன்னமைப்பைத் திறங்கள். ஒரு வானவீழ்பவர் (பந்து), காட்சியின் மேலே அருகில் தொடங்கி, காற்று இழுவை செயல்படும் நிலையில் ஈர்ப்பின் கீழ் விழுகிறார்.
2. வானவீழ்பவருடன் வேக ஆய்வி இணைக்கப்பட்டுள்ளதை உறுதிப்படுத்தி, பின்னர் அவரது நிறை மற்றும் காற்று இழுவை (frictionAir) மதிப்பை பண்புகள் பேனல் பேனலில் சரிபாருங்கள்.
3. கீழே உள்ள ஒவ்வொரு வரிசைக்கும், பண்புகள் பேனலில் வானவீழ்பவரின் நிறை மற்றும் காற்று இழுவையை பொருத்தும்படி அமைத்து, ஆய்வியின் வேக வாசிப்பு மாறுவதை நிறுத்தும் வரை உருவகத்தை இயக்குங்கள் (வானவீழ்பவர் தரையை அடைவதற்கு முன் ஒரு நிலையான மதிப்பை நெருங்கும்), அந்த நிலையான வேகத்தைப் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

நீங்கள் அளந்த எல்லை வேகத்திற்கு (y-அச்சு) எதிராக காற்று இழுவையை (x-அச்சு) வரையுங்கள். தொடர்பு ஒரு நேர்கோடா? அது என்ன வடிவம்?

4 · பகுப்பாய்வு

1. ஒவ்வொரு வரிசைக்கும், நீங்கள் அளந்த எல்லை வேகத்தை காற்று இழுவை மதிப்பாலும் பின்னர் 60 ஆலும் பெருக்குங்கள். நீங்கள் 9.8 × (1 − air drag)-ஐ நெருங்கி இருக்க வேண்டும், 9.8-ஐ சரியாக அல்ல. ஏன்? உருவகம், இழுவையை தொடர்ச்சியாக அல்லாமல் ஒரு ஃபிரேமுக்கு ஒருமுறை பிரயோகிக்கிறது, அது சரியாக ஒரு (1 − air drag) காரணியை செலவழிக்கிறது. வானவீழ்பவர் வேகமாகுவதை நிறுத்தியதும், சமநிலை விசைகளைப் பற்றி இன்னும் என்ன சொல்கிறது?
2. ஒவ்வொரு வரிசையும் ஒரே நிறையைப் பயன்படுத்துகிறது. முந்தைய கேள்வியில் நீங்கள் கண்டறிந்த தொடர்பில் நிறை எங்கேயாவது தோன்றுகிறதா? உங்கள் தரவின் அடிப்படையில், இந்த உருவகத்தில், கனமான வானவீழ்பவர் இலகுவானவரை விட வேறுபட்ட எல்லை வேகத்தை அடைகிறாரா?

5 · நீட்டிப்பு

1. உண்மையான காற்று எதிர்ப்பு, வேகத்துடன் நேரடியாக அல்லாமல் வேகத்தின் இருமடியுடன் வளர்கிறது, அதன் வலிமை பொருளின் குறுக்குவெட்டு பரப்பு மற்றும் நிறையைச் சார்ந்தது. வயிற்றுப்புறமாக 'பரவிய கழுண்டு' நிலைக்கும் கால்கள்-கீழ் மூழ்கலுக்கும் இடையே, உண்மையான வானவீழ்பவரின் எல்லை வேகம் எவ்வாறு மாறும் என்று கணியுங்கள் — மேலே உள்ள உங்கள் தரவில் இல்லாதபோதும், உண்மையான வானவீழ்பவருக்கு நிறை ஏன் முக்கியம்.
2. வானவீழ்பவர் ஒரு விண்வெளிக் குடையைத் திறக்கிறார், அது அவரது காற்று இழுவையை கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது. நீங்கள் கண்டறிந்த தொடர்பைப் பயன்படுத்தி, குடை திறந்த உடனேயே அவரது வீழ்ச்சி வேகத்திற்கு என்ன நடக்கும் என்று கணியுங்கள், அவர்கள் புதிய எல்லை வேகத்திற்கு உடனடியாக துள்ளாமல் இருப்பதற்கு காரணத்தை விளக்குங்கள்.

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்