چتر نجات/Parachute

.حرکت چتر نجات در نیروی جاذبه و کشش هوا چگونه اتفاق می افتد؟تصویر
1) یک چترباز سقوط آزاد از هواپیما بیرون می پرد و به سمت پایین شتاب می گیرد.
در ابتدا مقاومت هوا یا کشیدن هوا تأثیر کمی بر چترباز دارد.
(مقاومت هوا مستقیماً متناسب با سرعت است و سرعت اولیه نسبتاً پایین غواص در لحظه های اولیه نمی تواند مقاومت هوا را در این مرحله به اندازه کافی قابل توجه کند)
بنابراین در درجه اول گرانش (یعنی وزن میلی گرم) روی چترباز کار می کند و عمل می کند مشخصاً رو به پایین است.
2) همانطور که او در درجه اول تحت تأثیر جاذبه زمین قرار می گیرد (مقاومت هوا کم است) ، سرعت چترباز هر ثانیه از سقوط افزایش می یابد.
3) از آنجا که مقاومت هوا با سرعت سقوط جسم مستقیماً متناسب است ، بنابراین با سقوط او افزایش می یابد. و سرانجام ، در مقطعی ، این نیروی مقاومتی یا کششی برابر با وزن چترباز سقوط می کند و وزن او را متعادل می کند.
4) در این مرحله ، نیروی خالص بر روی چترباز صفر است. از این رو چترباز سرعت خود را متوقف می کند - او با سرعت ثابت می افتد که به عنوان سرعت ترمینال شناخته می شود.
5) باز کردن چتر مساحت را بسیار افزایش می دهد و از این رو مقاومت هوا نیز افزایش می یابد.
اکنون نیروی بسیار بیشتری به سمت بالا وجود دارد. این بدان معناست که مقاومت هوای رو به بالا بیش از وزن رو به پایین چترباز است. نیروهای موجود در چتر دوباره تعادل ندارند.
و نیروی خالص به سمت بالا باعث عقب ماندگی سقوط رو به پایین می شود و چترباز در سقوط خود کند می شود.
6) با کاهش سرعت چترباز که در حال سقوط است ، میزان مقاومت هوا نیز کاهش می یابد. (همانطور که قبلاً گفته شد ، مقاومت هوا مستقیماً با سرعت بدن در حال سقوط متناسب است).
7) و در حالیکه مقاومت هوا با کاهش سرعت چترباز در حال سقوط همچنان ادامه دارد ، در برخی از مواقع ، دوباره برابر با چترباز می شود. بنابراین ، نیروهای موجود در چتر متعادل هستند یا نیروی خالص صفر است ، بنابراین دوباره شتاب ندارید.
8) و چترباز (یا چترباز) به سرعت پایانی ثابت می رسد. این دومین سرعت ترمینال است (لطفاً به این نکته توجه داشته باشید)
تصویر
هدف این است که به سرعت ترمینال جدیدتر و آهسته تری از 10 متر بر ثانیه برسید که با آن سرعت بتواند با خیال راحت به زمین بنشیند. با این سرعت نهایی سرانجام فرد فرود می آید. به عنوان مثال ، با سقوط کاربر در آسمان ، شتاب ثابت گرانش بیشتر از مقاومت هوا است که سعی در کاهش سرعت کاربر دارد. هنگامی که چتر آنها مستقر شد ، به دلیل ایجاد سطح ایجاد شده توسط چتر ، مقدار مقاومت هوا به شدت افزایش می یابد و باعث می شود کاربر به آرامی به زمین سقوط کند. این منجر به استقرار موفقیت آمیز چتر و فرود ایمن کاربر میشودقبل از شروع ساخت چتر ، باید بفهمیم که باید چقدر بزرگ باشد. به طور خاص ، ما باید محاسبه کنیم که چتر به چه سطح سطح نیاز دارد تا بتواند شرایط را برآورده کند.
منطق نشان می دهد که هرچه چتر بزرگتر باشد سرعت نزول جسم کندتر است. بعداً این اصل با برخی معادلات اساسی نشان داده شده است.
اگرچه سرعت پایین آمدن برای CanSat (كن‌ست (cansat)؛ شبه ماهواره‌ای در ابعاد يك قوطی) بسیار سودمند است ، اما محدودیتی برای اطمینان از فرود CanSat در نزدیکی منطقه پرتاب تعیین شده است. اگر سرعت نزول بیش از حد کند باشد ، CanSat ممکن است کیلومترها همراه با باد دور شود ، که نه مجاز است و نه مطلوب. به دلایل ایمنی نیز حداکثر میزان نزول تعیین شده است.
. ما برای تخمین مساحت چتر از یک مدل ساده استفاده می کنیم و پس از آن می توانیم ساخت را شروع کنیم.
در هنگام نزول ، دو نیرو بر روی CanSat عمل می کنند ، همانطور که در شکل سمت راست نشان داده شده است. نیروی جاذبه روی قوطی را کشیده و آن را به سمت زمین تسریع می کند و نیروی کشش روی چتر در جهت مخالف بر روی CanSat عمل کرده و سرعت نزول را کاهش می دهد. این دو نیرو در شکل سمت راست نشان داده شده اند.
وقتی CanSat مستقر شود ، نیروی جاذبه باعث تسریع آن می شود. نیروی کشیدن به سرعت CanSat بستگی دارد و وقتی سرعت کم است ، نیروی کشش از نیروی جاذبه کوچکتر است. وقتی سرعت رشد می کند ، نیروی کشش بیشتر می شود و پس از چند ثانیه نیروی کشش از چتر با نیروی جاذبه به تعادل می رسد. از آن نقطه به بعد ، شتاب صفر خواهد شد و CanSat با سرعت ثابت پایین می آید. این سرعت ثابت باید بزرگتر از حداقل سرعت نزول مشخص شده در الزامات باشد. برای محاسبات زیر می توانیم از این حداقل مقدار به عنوان سرعت ثابت CanSat استفاده کنیم.