航空航天工程学杂志
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抽象的

浮力解释了跳伞的终端速度

兰德尔-米尔斯 N*

据估计，自由落体跳伞者每秒会向下排出相当于自身质量的空气质量，以保持恒定的终端速度。这在室内跳伞中心也得到了证明，向上吹的空气可以将跳伞者悬浮在半空中。就像一艘漂浮在水中的船一样，跳伞运动员漂浮在空中。因此，阿基米德浮力原理可以用来解释跳伞运动中终端速度的物理原理。传统物理学解释说，阻力（将空气推出跳伞者路径所需的力）限制了跳伞者的速度。这是正确但不完整的。更准确的补充是，根据浮力，跳伞者的速度会不断增加，直到每秒位移出等于他自身质量的空气质量。跳伞运动员受到的阻力由以下方程定义：阻力 = 0。5（速度2×空气密度×表面积×阻力系数）该方程有严重的局限性，因为它依赖于必须已知的阻力系数才能计算终端速度。更糟糕的是，这个阻力系数无法直接测量并且不断变化。为什么这很重要？这表明浮力适用于移动的物体，并在一秒的时间内测量。目前，浮力仅适用于静止物体，例如船或气球。此外，浮力提供了一种更简单、更准确的方法来估计终端速度，而无需知道阻力系数。本文预测，所有以终端速度下落的物体每秒都会排出等于其自身质量的流体质量，以保持浮力和恒定的终端速度。解释视频：