He visto la caída libre de Felix Baumgartner; pero me pregunto cómo Felix ha llegado a la velocidad del sonido rápidamente, en cuestión de algunos segundos, entonces no teníamos idea de su velocidad?
Cualquier explicación, por favor.
Respuestas
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El Red Bull Stratos proyecto que involucra a los 43 años Austriaco Felix Baumgartner es romper la barrera del sonido. Dentro de los primeros 15.000 pies de su salto fue de viaje más de la velocidad de crucero de un avión comercial, llegando algunos a 625 km / h. La velocidad máxima alcanzada por Felix es de aproximadamente unos 380 km/s.
¿Cómo lo hizo? Durante una caída libre, habría dos fuerzas que actúan sobre el objeto. El Aire de la resistencia (o de Arrastre) y la Gravedad ($mg$). Así, las Dos partes entran en nuestro juego...
La aceleración debida a la gravedad $(g=\frac{GM}{(R+h)^2})$ valor es casi una constante 9.8. Sí, varía de 9.6 9.8 dentro de los que 39 km de autonomía. Por ejemplo, a una altura de 39000 m, es cierto 9.684 y a una altura de 10 km, se trata de 9.7. Por último en el nivel del mar, es de 9,8 como usted sabe. Pero, esta $g$ valor no tiene mayor diferencia de 0,2 (incluso a 39 kms).
Ahora, la mayor parte... La resistencia del aire que actúa sobre una caída libre de objetos depende de su velocidad. A medida que aumenta la velocidad, la resistencia también aumenta y un período de tiempo llega cuando el cuerpo cae con un promedio constante de velocidad de la llama de la terminal de velocidad. Es probablemente alrededor de 50 m/s en el aire. En la terminal de la velocidad, la fuerza debida a la gravedad es igual a la resistencia del aire.
Pero, Su caída libre es de aproximadamente una altitud de unos 120.000 pies. (39 km) de la tierra. Es en la estratosfera (8-50 kms). En la estratosfera, la presión es demasiado baja, lo que proporciona el hecho de que la densidad del aire es demasiado pequeño. Esto es debido a que el peso que actúa sobre las moléculas es baja para mayor moléculas y vice-versa. Aquí es donde Arrastre se vuelve más débil. Porque el aire de la resistencia también depende de la densidad del medio (aire). Por lo tanto, sólo la gravedad acelera de él y me gustaría llegar a la barrera del sonido pronto. Una vez que entra en nuestra troposfera (hasta 8 km de la tierra), se ralentiza debido al arrastre y había que llegar a 170 m/h lo cual es suficiente para la práctica del paracaidismo, touch-down y el aterrizaje en el pasado..! En comparación con el efecto causado por $g$, yo diría que la resistencia del aire juega un papel importante.
Además de estos, la velocidad del sonido es también un valor bajo en la estratosfera (con el apoyo de un factor). Debido a que la onda de presión que depende también de la densidad del medio. La corrección de Laplace está dada por $v=\sqrt{\frac{\gamma P}{\rho}}$. Como la velocidad es inversamente proporcional a la densidad de $\rho$ o directamente proporcional a la presión, el $v$ valor aumenta en la estratosfera. (es decir) no Es una constante 330-343 m/s. A unos 30 km, es de 305 m/s. Esto reduce aún más el efecto causado por $g$ diferencia del caso..!
Edit: parece que mi aproximación de $g$ $v$ se ha convertido en un problema. Así que, he actualizado a una versión más reciente. Algunas calculadoras he usado - Variación de $g$ con la altitud y la Variación de la Velocidad del sonido. Si utilizamos el Mach valor de 1.2, podríamos llegar a la salida en la que la calculadora.
aaron
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296
Para N de gravitación universal ley g=go(r^2/(r+z)^2) donde r es el radio de la tierra y z es la altura alcanzada con respecto a la tierra crest, de manera que la gravedad no es constante durante su caída y no depende de la masa del cuerpo.
Como por el gran aumento de la velocidad, la disminución en el efecto de la resistencia del aire en z= 39 km causa un aumento rápido debido a la fuerza gravitacional, pero este aumento después de un minuto empieza a caer de nuevo hasta que alcanza su velocidad máxima. La temperatura, la presión y la densidad del aire también afecta a su caída.
Jules
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136
El valor de $g$ no es una constante $9.8$ $ms^{-2}$ en este caso.
Dado: Su caída libre está a una altura de $39,045$ $m$, el radio medio de la Tierra, $6,371,000$ $m$ y la masa de la Tierra $5.9736\times10^{24}$ $kg$
el valor $g=9.7026$ $ms^{-2}$ en el inicio de su inmersión y $g=9.8219$ $ms^{-2}$ al final de su inmersión. Estas cifras pueden variar en función de la elevación de su lugar de aterrizaje, pero es claro, sin embargo, que $g$ es una variable que en este caso..!
sumek
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3803
En la ecuación diferencial no es suficiente para poner a un valor constante de la densidad del aire. Si lo hace, el límite de velocidad resulta ser demasiado lento, incluso si el uso de valores razonables para el área de la sección transversal y por el coeficiente de arrastre.
En cambio, si el uso de los datos experimentales (incluido en Mathematica), la densidad del aire cambia como una función de la altitud. En este caso, se ve que la solución (obtenidos a través de la integración numérica) muestra un pico en la velocidad durante el primer minuto que está en bruto de acuerdo con el valor real.
Ver mi post, voy a explicar todo aquí: http://disipio.wordpress.com/2012/10/21/the-felix-baumgartner-equation/
