Αλεξιπτωτιστής

Συντονιστές: grigkost, Κοτρώνης Αναστάσιος

socrates
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 6595
Εγγραφή: Δευ Μαρ 09, 2009 1:47 pm
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη
Επικοινωνία:

Αλεξιπτωτιστής

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από socrates » Τετ Αύγ 26, 2020 6:32 pm

Ένας αλεξιπτωτιστής πέφτει από μεγάλο ύψος. Το βάρος του ανθρώπου και του αλεξιπτώτου είναι 87 kp (=870Ν) . Έστω u(t) (σε μέτρα το δευτερόλεπτο) η ταχύτητά του στα t δευτερόλεπτα μετά την έναρξη της πτώσης. Στα πρώτα 10 δευτερόλεπτα, και πριν ανοίξει το αλεξίπτωτο, υποθέτουμε ότι η αντίσταση του αέρα είναι 0.34u(t) \  \ (kp), ενώ μετά το άνοιγμα του αλεξιπτώτου η αντίσταση αυτή είναι 5.45u(t) \ \ (kp).
Να εκφράσετε την ταχύτητα u συναρτήσει του χρόνου t. Πόση απόσταση θα διανύσει ο αλεξιπτωτιστής κατά την πτώση του στα 10 πρώτα δευτερόλεπτα και πόση στα επόμενα 10 δευτερόλεπτα;


Θανάσης Κοντογεώργης

Λέξεις Κλειδιά:
Άβαταρ μέλους
Ratio
Δημοσιεύσεις: 258
Εγγραφή: Παρ Σεπ 09, 2016 8:59 am

Re: Αλεξιπτωτιστής

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Ratio » Κυρ Σεπ 06, 2020 3:05 pm

Μόλις ξεκινά η πτώση η συνισταμενη των δυνάμεων που ασκούνται στο σύστημα αλεξιπτωτιστής - αλεξίπτωτο είναι \sum F=mg-0,34u(t)g
Από το νόμο του Νέυτωνα \sum F=ma(t)
και εφόσν η αρχική ταχύτητα είναι 0, το σώμα εκτελεί ευθύγραμμη επιταχυνόμενη κίνηση με επιτάχυνση
ma(t)-mg-0,34u(t)g\Leftrightarrow a(t)=g-\frac{3,4u(t)}{m}
Αντικαθιστώντας προκύπτει ο τύπος της ταχύτητας για τα πρώτα 10 δευτερόλεπτα
u(t)=a(t)t\Leftrightarrow u(t)=10t-\frac{3,4u(t)}{87}t\Leftrightarrow u(t)=\frac{870t}{87+3,4t}
Για το ύψος στα πρώτα 10 δευτερόλεπτα:
Στιγμιότυπο οθόνης (21).png
Στιγμιότυπο οθόνης (21).png (358.39 KiB) Προβλήθηκε 828 φορές

Στη δεύτερη φάση της πτώσης , στο 10ο δευτερόλεπτο έχει ήδη αποκτήσει αρχική ταχύτητα u(10)
και ακολούθως αλλάζει η συνισταμένη \sum F=mg-54,5u(t)t
και με την ίδια διαδικασία μέσω νόμο Νεύτωνα καταλήγουμε ότι η επιτάχυνση a(t)=g-\frac{54,5u(t)}{m}, και διανύει τα επόμενα 10 δευτερόλεπτα με u(t)=u(10)-(g-\frac{54,5u(t)}{m})t\Leftrightarrow u(t)=\frac{87u(10)-870t}{87-54,5t}

Τώρα όσον αφορά τα δύο ύψη επειδή η επιτάχυνση είναι μεταβαλλόμενη με το χρόνο, ως μόνη πιθανή λύση νομίζω ότι είναι ο υπολογισμός τους μέσω ολοκλήρωσης των ταχυτήτων στις δύο φάσεις της πτώσης.
Για το ύψος στα επόμενα 10 δευτερόλεπτα
Στιγμιότυπο οθόνης (20).png
Στιγμιότυπο οθόνης (20).png (312.9 KiB) Προβλήθηκε 828 φορές
Για τα ύψη χρησιμοποιήθηκε ο υπολογισμός μέσω Wolfram διότι η επιτάχυνση δεν παραμένει σταθερή. Οπότε επειδή η ταχύτητα είναι ορυθμός μεταβολής της μετατόπισης με το αντίστοιχο ολοκλήρωμα υπολογίστηκε η μετατόπιση . Ελπίζω να βοήθησα


Απάντηση

Επιστροφή σε “ΑΝΑΛΥΣΗ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 2 επισκέπτες