Accessoires DE  728x90
Fizikte serbest düşme sonucu limit hızın kütleye bağımlı formülü
11 03 2009

Fizikte serbest düşme sonucu limit hızın kütleye bağımlı formülü

Limit hız sürtünme kuvvetini bularak hesaplanabilir. Yapılması gereken sürtünme kuvvetini, cismin ağırlık kuvvetine eşitlemek (ancak bu durumda cisim sabit limit hızla yol alabilir). Sürtünme kuvveti hıza bağlı olduğu için, buradan limit hız bulunabilir.
Fakat havayla sürtünmede iki farklı durum söz konusu. Eğer cisim düşük hızla yol alıyorsa (örneğin bir pamuk topağının düşmesi gibi), o zaman hava ile sürtünmede havanın viskositesi çok önemli. (Viskositeyi akmaya direnme olarak düşünebiliriz. Balın viskositesi suyunkinden fazladır örneğin.) Bu durumda, cisme uygulanan sürtünme kuvveti, cismin hızı ile doğru orantılı. Aynı zamanda havanın viskositesiyle de doğru orantılı. Fakat sürtünme kuvveti cismin şekline de bağlı ve bu nedenle genel bir ifade bulmak mümkün değil. Küre şeklinde bir cisim için sürtünme kuvveti hesaplanmış. Burada kuvvet F=6*pi*R*n*v ifadesiyle belirleniyor. Burada R kürenin yarıçapı, n havanın viskositesi (yaklaşık 0.00002 Ns/m2). Dolayısıyla m kütlesindeki cismin limit hızı v=m*g/(6*pi*R*n) olur.
Fakat eğer cisim yüksek hızla düşüyorsa (bir paraşütçünün düşmesi gibi), havanın eylemsizliği nedeniyle oluşan sürtünme kuvveti daha önemli hale geliyor. Böyle bir durumda sürtünme kuvveti hızın karesiyle doğru orantılı. Havanın viskositesinin hiç bir önemi yok. Cismin şekli çok önemli ama temel kural olarak kuvvetin cismin düşme doğrultusundaki kesit alanı ile orantılı olduğunu söyleyebiliriz. Bu durumda sürtünme kuvveti için kesin bir formül yok ama kabaca F=0.5*C*d*A*v^2 ile ifade ediliyor. Burada A kesit alan, d havanın yoğunluğu, C de cismin şeklinin etkisini gösteren bir civarında bir sayı. (C, küre için 0.47 civarında, paraşüt için 1.5 civarında). Yine buradan limit hız için bir ifade elde etmek mümkün.

619
0
0
Yorum Yaz
Siberailem_banner kirmizi120x600 Image Banner
?