అంతిమ వేగం: నిరోధం గుండా పతనం

1 · ఊహించండి

స్కైడైవర్ గాలిలో పడుతున్నాడు — గాలి వడితో పెరిగే నిరోధ బలంతో వెనక్కి తోస్తుంది. గాలి నిరోధాన్ని పెంచేలా శరీర స్థితి మార్చితే, స్థిర పతన వేగం (అంతిమ వేగం) ఎక్కువా, తక్కువా, అలాగేనా?

• ఎక్కువ గాలి నిరోధం ఎక్కువ అంతిమ వేగాన్నిస్తుంది
• గాలి నిరోధం ఎంత ఉన్నా అంతిమ వేగం ఒకటే
• ఎక్కువ గాలి నిరోధం తక్కువ అంతిమ వేగాన్నిస్తుంది

2 · అమరిక

1. అంతిమ వేగం ప్రీసెట్ తెరవండి. స్కైడైవర్ (బంతి) దృశ్యం పైన ప్రారంభమై గురుత్వం కింద, గాలి నిరోధంతో పడుతుంది.
2. వడి ప్రోబ్ స్కైడైవర్‌కు జోడించబడిందని నిర్ధారించి, లక్షణాల ప్యానెల్‌లో దాని ద్రవ్యరాశి, గాలి నిరోధ (frictionAir) విలువ సరిచూడండి.
3. కింది ప్రతి వరుసకూ స్కైడైవర్ ద్రవ్యరాశి, గాలి నిరోధాన్ని లక్షణాల ప్యానెల్‌లో సరిపోయేలా సెట్ చేసి, ప్రోబ్ వడి రీడింగ్ మారడం ఆగేవరకూ (నేలను చేరేలోపే స్థిర విలువను సమీపిస్తుంది) సిమ్యులేషన్ నడపండి, ఆ స్థిర వడిని నమోదు చేయండి.

3 · డేటా సేకరించండి

కొలిచిన అంతిమ వేగం (y-అక్షం) వెంబడి గాలి నిరోధం (x-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. సంబంధం సరళ రేఖా? ఆకారం ఏమిటి?

4 · విశ్లేషించండి

1. ప్రతి వరుసకూ, కొలిచిన అంతిమ వడిని గాలి నిరోధ విలువతో, ఆపై 60 తో గుణించండి. మీరు 9.8 × (1 − గాలి నిరోధం) దగ్గరకు చేరుతారు, సరిగ్గా 9.8 కాదు. ఎందుకు? సిమ్యులేషన్ నిరోధాన్ని నిరంతరం కాకుండా ఫ్రేమ్‌కి ఒకసారి అన్వయిస్తుంది, అది సరిగ్గా ఒక (1 − గాలి నిరోధం) కారకాన్ని ఖర్చు చేస్తుంది. స్కైడైవర్ వేగవంతం కావడం ఆగిన తర్వాత బలాల గురించి ఆ సమతూకం ఇంకా ఏం చెబుతుంది?
2. ప్రతి వరుస ఒకే ద్రవ్యరాశి వాడింది. మునుపటి ప్రశ్నలో మీరు కనుగొన్న సంబంధంలో ద్రవ్యరాశి ఎక్కడైనా కనిపిస్తుందా? మీ డేటా ప్రకారం, ఈ సిమ్యులేషన్‌లో భారీ స్కైడైవర్ తేలికైన వారికంటే వేరే అంతిమ వేగానికి చేరుతారా?

5 · విస్తరించండి

1. నిజమైన గాలి నిరోధం వడికి అనులోమంగా కాదు, వడి వర్గానికి అనుపాతంగా పెరుగుతుంది — వస్తువు అడ్డుకోత విస్తీర్ణం, ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడి. బోడ్డుపై 'spread eagle' స్థితి, పాదాలు కింద డైవ్ స్థితి మధ్య నిజమైన స్కైడైవర్ అంతిమ వేగం ఎలా మారుతుందో ఊహించండి — పైన మీ డేటాలో లేని ద్రవ్యరాశి నిజమైన స్కైడైవర్‌కు ఎందుకు ముఖ్యమో కూడా.
2. స్కైడైవర్ పారాషూట్ తెరుస్తాడు — గాలి నిరోధం తీవ్రంగా పెరుగుతుంది. మీరు కనుగొన్న సంబంధంతో, కేనోపీ తెరిచిన వెంటనే పతన వేగానికి ఏమి జరుగుతుందో ఊహించి, వారు కొత్త అంతిమ వేగానికి ఎందుకు తక్షణమే గంతు వేయరో వివరించండి.

ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం

← ప్రయోగానికి తిరిగి

138 ఉచిత ముద్రించగల భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగ పత్రకాలు