Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Welke fysica -vergelijkingen zouden erbij betrokken zijn bij iemand die van een gebouw valt?

Hier zijn de belangrijkste fysica -vergelijkingen die betrokken zijn bij een scenario waarin iemand van een gebouw valt, samen met uitleg:

1. Vrije val en versnelling door zwaartekracht

* Vergelijking:

* * v * =* v₀ * + * gt *

**d*=*v₀*t + (1/2)*gt²

* Verklaring:

* * V * is de uiteindelijke snelheid (m/s)

* * v₀ * is de beginsnelheid (meestal 0 m/s als ze van rust vallen)

* * G * is de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (ongeveer 9,8 m/s²)

* * t * is de tijd van de val (s)

* * d * is de afstand gevallen (m)

2. Luchtweerstand (drag)

* vergelijking (vereenvoudigd):

* * F_d * =(1/2) * ρ * * c_d * * a * * v² *

* Verklaring:

* * F_d * is de sleepkracht (n)

* * ρ * is de dichtheid van de lucht (kg/m³)

* * C_D * is de sleepcoëfficiënt (dimensieloos, hangt af van de vorm van het vallende object)

* * A * is het dwarsdoorsnedeoppervlak van het vallende object (m²)

* * V * is de snelheid van het vallende object (m/s)

3. Terminalsnelheid

* concept: Terminale snelheid is de maximale snelheid die een vallende object bereikt wanneer de luchtweerstand is gelijk aan de zwaartekracht.

* Vergelijking:

* * v_t * =√ (2 * * m * * * g * / (ρ * * c_d * * * a *))

* Verklaring:

* * v_t * is de terminalsnelheid (m/s)

* * M * is de massa van het vallende object (kg)

belangrijke opmerkingen:

* Luchtweerstand is cruciaal: Luchtweerstand beïnvloedt de snelheid en het traject van een vallende persoon aanzienlijk. De vereenvoudigde sleepvergelijking hierboven is een startpunt; Meer complexe modellen bestaan ​​voor nauwkeurige berekeningen.

* factoren die de drag beïnvloeden: De lichaamsvorm, kleding en zelfs hun oriëntatie van de persoon tijdens de val beïnvloeden de weerstandscoëfficiënt en de eindsnelheid.

* impact: De uiteindelijke snelheid bij impact bepaalt de ernst van de verwondingen. De bovenstaande vergelijkingen helpen deze snelheid te berekenen, maar legt niet volledig de complexiteit van impactfysica vast.

realistisch scenario:

* Een persoon valt uit een gebouw en bereikt een terminale snelheid voordat hij de grond raakt.

* De werkelijke impactsnelheid kan iets lager zijn dan de terminale snelheid als gevolg van factoren zoals luchtweerstandsschommelingen.

Disclaimer: Dit is een vereenvoudigd overzicht. Het voorspellen van de uitkomst van een val uit een gebouw is complex en hangt af van tal van factoren. Geef altijd prioriteit aan de veiligheid en vermijd situaties die tot dergelijke valpartijen kunnen leiden.