La física del paracaidismo (Science Out Loud S2 Ep1)
Física del paracaidismo
La densidad de masa, temperatura y altitud del aire trazada en un gráfico está debajo
- Si la teoría de Einstein sobre la gravedad es correcta, ¿cómo nos atrae la Tierra?
- ¿Hay alguna posibilidad de que podamos descubrir la gravedad negativa?
- ¿Cómo gira la luna alrededor de la tierra si es la atracción gravitacional o algo así? ¿O es la presión que la tierra acumula en el espacio creando una depresión y permitiendo que la luna gire a su alrededor?
- ¿Podrías usar un agujero negro para deformar el espacio y viajar en una nave espacial a galaxias lejanas?
- ¿Cómo se realiza el trabajo por gravedad en una pendiente? Cual es la formula?
La densidad de las variaciones de aire puede capturarse utilizando la ley de los gases ideales, expresada en función de la temperatura y la presión:
dónde:
densidad del aire (kg / m ^ 3)
presión absoluta (Pa)
temperatura absoluta (K)
constante de gas específica para aire seco (J / (kg * K))
La variación de la densidad en el aire con la temperatura en la masa del cuerpo humano es muy insignificante. El cuerpo en caída libre a través de la atmósfera gana algo llamado velocidad Terminal. En esta situación, la aceleración del objeto en caída libre es cero, ya que la resistencia del aire equivale a la del peso del objeto. Esto ayuda al objeto que cae a alcanzar una velocidad constante para llegar a la Tierra.
El objeto en caída libre está mayormente influenciado por algo llamado arrastre aéreo.
En la dinámica de fluidos, la ecuación de arrastre es una fórmula utilizada para calcular la fuerza de arrastre experimentada por un objeto debido al movimiento a través de un fluido completamente envolvente. La fórmula es precisa solo bajo ciertas condiciones: los objetos deben tener un factor de forma romo y el fluido debe tener un número de Reynolds lo suficientemente grande como para producir turbulencia detrás del objeto. La ecuación es
es la fuerza de arrastre, que es, por definición, el componente de fuerza en la dirección de la velocidad del flujo,
es la densidad de masa del fluido,
es la velocidad de flujo relativa al objeto,
es el área de referencia y
es el coeficiente de arrastre, un coeficiente adimensional relacionado con la geometría del objeto y que tiene en cuenta tanto la fricción de la piel como el arrastre de forma.
El artículo sobre caída libre y resistencia al aire explica este fenómeno en detalle.
La cantidad de resistencia al aire que experimenta un objeto depende de su velocidad, su área de sección transversal, su forma y la densidad del aire. La densidad del aire varía con la altitud, temperatura y humedad. No obstante, 1,29 kg / m es un valor muy razonable. La forma de un objeto afecta el coeficiente de arrastre ( Cd ). Los valores para varias formas se pueden encontrar aquí.
Por lo tanto, la conclusión es que el cuerpo en caída libre puede alcanzar la velocidad terminal más rápido o más lento dependiendo de la densidad del aire debido a la diferencia de temperatura, pero la velocidad del Sky Diver que cae no variará. Todo porque estamos tratando de disfrutar los efectos de la gravedad y alcanzar la superficie terrestre con la misma aceleración sin la influencia de una fuerza externa.
Paracaidismo interactivo
Resistencia al aire y velocidad terminal
El elefante y la pluma – con resistencia al aire
¡Salud!
