Un paracaidista salta de un helicóptero de alto vuelo. A medida que cae cada vez más rápido por el aire, ¿aumenta su aceleración, disminuye o permanece igual?

El paracaidista comenzará con una velocidad vertical de cero y una aceleración gravitacional inicial y máxima de aproximadamente 32 pies / seg / seg (9.8 m / s). Asumiré que el helicóptero no tiene velocidad aérea delantera y solo estamos lidiando con la aceleración vertical; de lo contrario, ¿por qué un helicóptero? Su aceleración disminuirá exponencialmente a medida que aumente la resistencia aerodinámica (proporcional al cuadrado de su velocidad) hasta que alcance una velocidad terminal de vientre a tierra de alrededor de 110-120 mph (175-195 kph) aproximadamente 10 segundos después de saltar del helicóptero. . Su velocidad terminal exacta es una función principalmente de cómo coloca y sostiene su cuerpo, su peso, área de superficie frontal y contorno, y el ajuste y la tela de su mono. Si tiene la intención y tiene suficiente experiencia para lograr y mantener una orientación de cabeza hacia abajo después de la salida, su aceleración podría continuar unos segundos más a una velocidad terminal de alrededor de 180 mph (290 kph). Después de alcanzar la velocidad terminal, que toma alrededor de 1,000 pies (300 m) en el escenario de barriga, su aceleración es prácticamente nula y su velocidad permanecerá esencialmente constante hasta que despliegue su paracaídas. Si cae en una posición de cabeza hacia abajo, pasará a una posición de cuerpo boca abajo para desacelerar antes del despliegue del paracaídas y evitar las fuerzas de arnés de choque de apertura potencialmente dolorosas que resultarían de la desaceleración de una velocidad más alta.

Esta evaluación es más práctica que esotéricamente teórica. Ignora un montón de cosas técnicas menores, como los cambios de arrastre relacionados con la densidad del aire a diferentes altitudes, la disminución de la fuerza gravitacional a medida que te alejas del centro de masa de la Tierra, etc., porque las variabilidades relacionadas con el paracaidista humano eclipsarán enormemente Los efectos de consideraciones físicas detalladas. Las entradas introducidas por un paracaidista vivo y reactivo producirán variaciones mucho mayores en la aceleración que los factores relacionados con el medio ambiente. Si sustituye un objeto inanimado como una bola de boliche por el paracaidista, entonces puede ser una discusión más compleja ya que las diversas leyes de la física ya no se ven abrumadas por la variabilidad de un sujeto humano.

Al salir de la aeronave hacia el lavado descendente del rotor principal, un paracaidista casi no experimentaría resistencia de la atmósfera debido a la falta de velocidad de avance y al lavado realizado. La aceleración sería más de lo que normalmente se experimenta al salir de un ala fija, la aceleración aumentaría hasta aproximadamente 1,000 pies por debajo del punto de salida. Tardaría unos 10 segundos en caer los primeros mil pies, unos seis segundos en caer el segundo mil pies, y se estabilizaría a unos 6 segundos por 1000 pies. Esto supone que la posición del cuerpo está en la posición arqueada estándar, y la salida estaba a unos 14,000 pies. Por supuesto, todos sabemos que cuando se estableció el récord mundial de caída libre desde el globo, alcanzó una velocidad supersónica en una atmósfera enrarecida. Haz tus propias variables.

Inicialmente, su aceleración es igual a 9.81 m / s², pero a medida que cae más rápido por el aire, la resistencia del aire comienza a contrarrestar su peso y reducir su aceleración.

Finalmente, a medida que su velocidad se aproxima a su velocidad terminal, su aceleración se aproxima a cero, y luego continúa hacia abajo a una velocidad constante

La aceleración debida a la gravedad, esencialmente constante para las altitudes involucradas, será contrarrestada de alguna manera (difícil de predecir debido a la configuración / orientación cambiante) por la resistencia del aire. Por cierto, el arrastre se puede aumentar sustancialmente mediante el uso de superficies extendidas: parapentes, paracaídas, etc., hasta alcanzar un estado de aceleración cero, es decir, la velocidad terminal.

Para el caso de su problema, es la aceleración debida a la gravedad (g) lo que está causando que el buzo acelere.

• Para un cálculo aproximado, decimos que la aceleración permanece constante. ( Esta es una aproximación para alturas insignificantes para el radio de la Tierra). Y su valor se toma como 9.8 m / seg².
• Si existe un requisito de precisión, tenga en cuenta que la aceleración debido a la gravedad ‘g’ cambia en altura o profundidad.
• Además, para resumir, me gustaría decir que g disminuye mientras se aleja del suelo (altura o profundidad). Entonces g ciertamente aumentará en caída libre, ya que el buzo se está acercando al suelo. Incluso si el cambio es muy pequeño.

Vea la variación de g aquí.

Cuanto más rápido caes, más aumenta la resistencia del aire. El resultado es que eventualmente alcanzas una velocidad límite donde tu peso es igual a la fuerza de la resistencia del aire. Esta es una disminución en la aceleración a medida que caes. Entonces, cuando comienza a caer, la aceleración es máxima (g) y luego disminuye gradualmente a cero.

La magnitud de su aceleración disminuye, debido a la resistencia del aire que les hace acercarse a un límite llamado velocidad terminal. Si denotamos aceleración hacia abajo con un signo negativo, su aceleración técnicamente aumentará. El efecto es el mismo.

Permanece constante, pero en el caso del paracaidismo, el impulso varía según la posición del cuerpo.

En caso de caída libre, la única aceleración que actúa sobre el cuerpo es la aceleración debido a que la gravedad n es constante.

La aceleración es constante pero la velocidad aumenta cada segundo en 9.8 m / s.

Gracias 🙂