2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Расчёт силы сопротивления воздуха
Сообщение01.11.2010, 16:21 


01/11/10
6
Здрасьте.
Пишу программу, иллюстрирующую движения пушечного ядра. Не буду вдаваться в подробности, важно следующее. Рассчитываю силу сопротивления воздуха.
Для расчёта силы сопротивления воздуха можно воспользоваться формулой F=c*p*V^2*S/2 (взял из Википедии). c- коэффициент обтекаемости, S-площадь поперечного сечения, p-плотность среды, V - скорость.
Возьмём пушечное ядро, летящее в данный момент со скоростью 10 м/с, радиусом 0,065м. Плотность воздуха - 1,22кг/м^3. Коэффициент (с) обтекаемости для шара =0,3
Отсюда получаем F=0,3*1,22*10^2*(0,065*0,065*3,14)/2=0,24 Н.
А сила тяжести, которая действует на это тело будет равна около 80 Н (8 кг * 10м/с^2).

По-моему, я где-то ошибся, уж слишком мала сила сопротивления по сравнению с силой тяжести - на траектории это очень мало сказывается (судя по опытам, проведённым в программе). При скоростях примерно до 15 м/с вообще никакой разницы с траекторией движения в вакууме (параболической).
Скажите, для маленького чугунного ядра массой 8 кг это нормально? или оно должно сильнее отклоняться?

 Профиль  
                  
 
 Re: Расчёт силы сопротивления воздуха
Сообщение01.11.2010, 16:24 
Аватара пользователя


03/03/10
1341
Дело в том, что чем меньше скорость, тем меньше сопротивление воздуха. Для проверки запустите шар побыстрее, если ничего не изменится, значит есть ошибка.

 Профиль  
                  
 
 Re: Расчёт силы сопротивления воздуха
Сообщение01.11.2010, 16:30 


01/11/10
6
Kitozavr
нет, дело ясное, при бОльших скоростях отклонение заметно.
Вопрос в том, а не должно ли это отклонение быть заметно и скоростях около 15 м/с, а? Т.е. я возможно где-то ошибся в вычислениях раз в 10-20.
Вот скриншот двух траекторий (с сопротивлением и без) для начальной скорости 20 м/с.
http://s002.radikal.ru/i198/1011/1d/c6ec9a138993.png
Едва ли заметна разница. Вот я и хотел бы спросить у умных людей, а не ошибся ли я в вычислениях?

 Профиль  
                  
 
 Re: Расчёт силы сопротивления воздуха
Сообщение01.11.2010, 16:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Tom Vonzet в сообщении #368801 писал(а):
При скоростях примерно до 15 м/с вообще никакой разницы с траекторией движения в вакууме (параболической). Скажите, для маленького чугунного ядра массой 8 кг это нормально? или оно должно сильнее отклоняться?

Нормально. Для ядра разница начинает сказываться на скоростях в сотни метров в секунду. Вот если бы вы мячик пинали массой 0,5 кг, он бы сильнее чувствовал сопротивление.

 Профиль  
                  
 
 Re: Расчёт силы сопротивления воздуха
Сообщение01.11.2010, 16:36 


01/11/10
6
Munin
Ну тогда окей, всем спасибо большое за консультацию!

 Профиль  
                  
 
 Re: Расчёт силы сопротивления воздуха
Сообщение01.11.2010, 17:03 
Заслуженный участник


11/05/08
32166
Tom Vonzet в сообщении #368801 писал(а):
При скоростях примерно до 15 м/с вообще никакой разницы с траекторией движения в вакууме (параболической). Скажите, для маленького чугунного ядра массой 8 кг это нормально?

Для пушечного ядра ненормальна такая скорость. Оно улетит максимум на 20 с небольшим метров -- ну что это за пушка. Между тем типичная дальность стрельбы ядрами -- порядка километра. Это требует скорости раз в семь большей, что даёт (по Вашим расчётам) силу сопротивления процентов в 14 от силы тяжести, а это уже вполне заметно.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 6 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: YandexBot [bot]


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group