Ik zit met een vraagje:
Als een parachutist uit een vliegtuig springt zal deze snelheid blijven maken (omdat, denk ik, de resulterende kracht naar beneden wijst).
Als hij zijn parachute opent zal hij afremmen en een éénparig rechtlijnige beweging maken (omdat, denk ik, er geen resulterende kracht is).
Klopt dit alles wat ik zei, en ook nog: kan een voorwerp dat valt snelheid blijven maken?
Met de parachute open of gesloten, er zijn twee krachten die op de vallende persoon werken
- ten eerste de gravitatie, die in de buurt van het aardoppervlak als m.g kan genomen worden.
- Ten tweede de luchtweerstand op de vallende persoon.
Die 2de kracht is onder meer evenredig met de werkzame doorsnede van de persoon, en omdat die zeer klein is zolang de parachute niet open is, zal de luchtweerstand in eerste instantie niet veel uitmaken. De persoon zal dus versnellen. De luchtweerstand is echter ook evenredig met het kwadraat van de snelheid, zodat er bij een zekere (hoge) snelheid toch een evenwicht zal optreden waarbij de twee krachten weer even groot zijn in grootte maar in tegengestelde zin werken. (dat gebeurt ergens tussen 150 en 200 km/h, afhankelijk van een aantal parameters). De totale kracht is dan nul, en de snelheid is bijgevolg constant, maar zoals aangegeven veel te hoog om te kunnen landen.
Wanneer de parachute opengaat, blijven die twee krachten nog steeds werkzaam, alleen is de luchtweerstand nu plots veel groter geworden, door de grote werkzame doorsnede en vorm (omgekeerde halve bol) van de parachute.
Vlak na het openen van de parachute is de luchtweerstand groter dan de gravitatie, en zal de man dus afremmen, tot er weer een evenwicht ontstaat De snelheid waarbij dit evenwicht optreedt is zodanig dat een min of meer zachte landing mogelijk is.
=> dus gedurende gans de val zijn dezelfde twee krachten actief, alleen is de luchtweerstand tijdens de "vrije val" veel kleiner dan na het openen van de parachute. Het verschil zit enkel in de werkzame doorsnede van wat er aan het vallen is, en de geometrische vorm van dat lichaam.
De vergelijking voor de luchtweerstand is de zogenaamde drag-vergelijking;
F = 0.5 . rho . A. C. v2
met:
rho : dichtheid van het medium waarin het lichaam beweegt, in ons geval dus de lucht (kg/m3)
A : de loodrechte doorsnede in vierkante meter (loodrecht op de bewegingsrichting)
C : de dragcoefficient, een dimensieloze coefficient die afhangt van de vorm van het lichaam
v : de snelheid (m/s)
Je ziet, als je de eenheden invult heb je kg .m-3 . m2 . m2 . s-2 = kg.m/s2 = inderdaad een Newton, dus een kracht
De zwaartekracht is zoals je weet m.g
Dus als we die twee krachten aan elkaar gelijk stellen vind je de constante terminale snelheid:
v = wortel ( 2.m.g / rho.A.C )
Een zwaarder persoon zal dus, met gelijke parachute een grotere terminale snelheid berekenen. Als hij samen met zijn lichtere collega wil afdelen zal hij een grotere parachute nodig hebben.
Er zijn nog geen reacties op deze vraag.
Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.
© 2008-2023
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door EOS vzw
