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Autor Tópico: Duvida fisica  (Lida 2548 vezes)

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Offline Bernardo Lucas

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Duvida fisica
« em: 23 de Março de 2014, 19:09 »
Como se calcula a velocidade final de por exemplo um paraquedista. Aquela velocidade em que ainda está a cair mas por mais que caia não aumenta mais a velocidade?

Offline jm_araujo

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Re: Duvida fisica
« Responder #1 em: 23 de Março de 2014, 19:23 »
Chama-se velocidade terminal.
Tens aqui uma aulinha que explica e ajuda a calcular:
http://www.physicsclassroom.com/class/newtlaws/Lesson-3/Free-Fall-and-Air-Resistance

Básicamente é a velocidade em que a força de atrito é igual à força da gravidade. O atrito depende do perfil que o objeto que cai apresenta ao ar, do coefeciente de penetração, da densidade do ar, e da velocidade.
« Última modificação: 23 de Março de 2014, 19:26 por jm_araujo »

Offline Bernardo Lucas

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Re: Duvida fisica
« Responder #2 em: 23 de Março de 2014, 19:42 »
Pronto até aqui os calculos da drag force estão certos :)  Segundo passo:
Os calculos dizem respeito a uma bola a cair e quero comparar o tempo que demora com e sem resistencia do ar(tem 200g e .15m de raio e está a cai de 10 metros de altura)
Drag force = 0.444N
Peso = 1.96N
 tqueda sem resistencia do ar= raizquadrada(2*10/9.8 )=1.43s
Agora como calculo o tempo de queda com resistencia do ar?

E para saber quanto é preciso percorrer para atingir a velocidade terminal?
« Última modificação: 23 de Março de 2014, 19:53 por Bernardo Lucas »

Offline jm_araujo

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Offline Hugu

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Re: Duvida fisica
« Responder #4 em: 23 de Março de 2014, 20:07 »
http://www.calculatoredge.com/new/stroke.htm#terminal
http://200.17.141.35/egsantana/dinamica/stokes1/stokes1.htm

(ja estudaste a mecanica dos fluidos? regimes laminares e turbulentos? equaçao de reynolds e equaçao de bernoulli?...)

para saber o tempo que leva a chegar à velocidade terminal, usas a equaçao de Torricelli
V² = Vo² + 2.a.distancia
V=d/tempo
« Última modificação: 23 de Março de 2014, 20:19 por Hugu »

Offline Bernardo Lucas

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Re: Duvida fisica
« Responder #5 em: 23 de Março de 2014, 20:21 »
No calculo da drag force (-0.5*C*ró*A*v^2) a velocidade como quero calcular a força de arrasto maxima posso considerar como essa velocidade sendo a terminal?

Offline Hugu

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Re: Duvida fisica
« Responder #6 em: 23 de Março de 2014, 20:36 »
No calculo da drag force (-0.5*C*ró*A*v^2) a velocidade como quero calcular a força de arrasto maxima posso considerar como essa velocidade sendo a terminal?

A força de atrito é proporcional ao quadrado da velocidade (regime turbulento)
m.a=-m.g+Fr
m.a=-m.g+k.v2
k=?.A.?/2 (Area de arrasto=pi.r2; ?ar=1.29 kg/m3; Esfera=> ?=0.4)

(vai metendo as equaçoes, contas, constantes que tás a usar para seguir a tua linha de calculo e ver se é isso ou nao...eu já fiz estas contas à anos e como tal, ja estou enferrujado por nunca mais ter feito calculos semelhantes..(E atençao às unidades em que usas os dados!))
« Última modificação: 23 de Março de 2014, 20:39 por Hugu »

Offline Bernardo Lucas

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Re: Duvida fisica
« Responder #7 em: 23 de Março de 2014, 21:16 »
Assim que possa já ponho aqui os calculos. Qual é a formula para a area de superficie da esfera?

Offline Bernardo Lucas

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Re: Duvida fisica
« Responder #8 em: 23 de Março de 2014, 21:40 »
http://www.calculatoredge.com/new/stroke.htm#terminal
http://200.17.141.35/egsantana/dinamica/stokes1/stokes1.htm

(ja estudaste a mecanica dos fluidos? regimes laminares e turbulentos? equaçao de reynolds e equaçao de bernoulli?...)

para saber o tempo que leva a chegar à velocidade terminal, usas a equaçao de Torricelli
V² = Vo² + 2.a.distancia
V=d/tempo

Não mecanica dos fluidos ainda não estudei. Vou ter no proximo ano :)

Offline Hugu

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Re: Duvida fisica
« Responder #9 em: 23 de Março de 2014, 22:09 »
Assim que possa já ponho aqui os calculos. Qual é a formula para a area de superficie da esfera?
eu coloquei a area de arrasto co sendo a area do circulo da esfera..acho que n se usa a area da superficie da esfera pro calculo, mas posso estar errado e ser a area mm da superficie da esfera e nao a area do circulo da esfera... (A sup esfera = 4\pi r^2)
« Última modificação: 23 de Março de 2014, 22:14 por Hugu »

Offline Bernardo Lucas

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Re: Duvida fisica
« Responder #10 em: 24 de Março de 2014, 12:20 »
Os calculos que já fiz são estes:
https://www.dropbox.com/s/s8ub6r2gohersln/2014-03-24%2011.54.45.jpg
https://www.dropbox.com/s/ebcpwc95mre660k/2014-03-24%2011.55.04.jpg
https://www.dropbox.com/s/e93iajcvb2fsrds/2014-03-24%2012.08.04.jpg

No primeiro link o problema é que a equação penso que dará 1.879s, mas estará correto este valor?!
« Última modificação: 24 de Março de 2014, 12:24 por Bernardo Lucas »

Offline Hugu

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Re: Duvida fisica
« Responder #11 em: 24 de Março de 2014, 19:58 »
podias ter rodado as fotos antes de postares no dropbox! :P

a esfera/bola tem 15cm de diametro e é uma bola de andebol ou coisa parecida?... em 10 metros de altura com ou sem a resistencia do ar é quase nula... mas duvido que a bola atinga a velocidade terminal em tao pouco tempo!.. (a meu ver..)

Offline Bernardo Lucas

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Re: Duvida fisica
« Responder #12 em: 24 de Março de 2014, 20:11 »
Encontrei esta calculadora e é mesmo o que eu pretendo: http://keisan.casio.com/exec/system/1231475371

Mas acho que os valores que me esta a dar são um pouco estranhos!!!!

T queda sem resistencia do ar= 1.43s
T queda com resistencia do ar=3.70s

PS: eu acho que é quanto maior for o peso menos importante é a resistencia do ar (penso eu...!)

Offline Hugu

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Re: Duvida fisica
« Responder #13 em: 24 de Março de 2014, 21:51 »
o peso nada influencia na resistencia dum objecto, é a velocidade e a area de contacto e tb a rugosidade do objecto que faz aumentar ou diminuir diferenças de pressao que fazem abrandar mais ou menos o objecto e diferenciar um regime laminar dum regime turbulento... É co no exemplo das bolas de golf, elas teem aquelas cavidades nao é por razao de estetica ou de marca, é mm pra criar perturbaçoes na superficie da bola e criar vortices na superficie da bola e fazer maneira de o ar que se desloca de "despegue" da superficie da bola e esta ter menos resistencia ao ar e voar mais longe...

3 segundos para atingir a velocidade terminal ja é mais aceitavel... nesses 3 segundos, qual a distancia percorrida? em 10 metros de altura deve ser quase no limite pra atingir essa velocidade terminal..