Comment faire pour trouver l'ascenseur et glisser sur un cylindre

December 17

Comment faire pour trouver l'ascenseur et glisser sur un cylindre


Deux concepts importants dans la science de l'aérodynamique sont la portance et la traînée sur un corps. La portance est une force qui agit perpendiculairement à un corps se déplaçant à travers un fluide (tel que l'air), tandis que la traînée est la force qui agit dans le sens opposé du mouvement de l'objet, qui résiste au mouvement de l'objet. Ces deux forces sont tributaires de nombreuses propriétés du corps en mouvement à travers le fluide, y compris la forme d'un objet et les deux peuvent être calculées pour un cylindre en quelques étapes courtes.

Instructions

Calcul de la force de levage dans un cylindre

1 Calculer la vitesse de rotation du cylindre. Ceci se fait en multipliant la rotation du cylindre par le rayon du cylindre, et les constantes 2 et pi. A titre d'exemple, supposons que le cylindre a un rayon de 1 mètre (m) tourne à une vitesse de 13 radians par seconde (rad / s, les unités de mesure pour la rotation et le temps, respectivement). La vitesse de rotation est obtenue en multipliant ces chiffres ensemble, ce qui entraîne une vitesse de 81 mètres par seconde (m / s) en rotation.

2 Calculer la force de tourbillonnement du cylindre. Ceci est obtenu en multipliant la vitesse de rotation du rayon du cylindre et les constantes 2 et pi (similaire au calcul de la vitesse de rotation lui-même). Dans l'exemple, en multipliant la vitesse de 81 m / s en rotation par le rayon de 1 m 2 et les constantes et les résultats pi dans une force de tourbillonnement de 508,9 mètres carrés par seconde (m ^ 2 / s).

3 Multiplier la force du tourbillon qui agit sur le cylindre par la vitesse du cylindre à travers le fluide et la densité du fluide. En continuant l'exemple, en supposant une masse volumique d'air de 1,2 kg par litre (kg / L) et une vitesse de 10 mètres par seconde, l'élévateur agissant sur le cylindre est de 6107 Newtons.

Calcul de la force de traînée sur un cylindre

4 Multiplier le diamètre du cylindre par le carré de la vitesse du cylindre. Par exemple, si le diamètre du cylindre est de 2 m, et le vérin se déplace à 10 m / s, le carré de la vitesse est de 100 m / s, et le produit de ceci avec le diamètre du cylindre est de 200 m ^ 2 / s. Appelez ce résultat A.

5 Un résultat de multiplication par la densité du fluide du vérin se déplace à travers. Si le cylindre se déplace dans l'air, qui a une densité de 1,2 kg / L, puis le produit de ces nombres est de 240 newtons (N). Appelez ce résultat B.

6 Multiplier le résultat B par le coefficient de traînée du cylindre. Pendant un long cylindre, le coefficient de traînée est d'environ 0,87. En multipliant ce résultat par B donne 208,8 N. Appelez ce résultat C.

7 Divisez résultat C par 2. Conclusion de l'exemple, en divisant par 208,8 2 donne 104,4 N. Ceci est la force de traînée agissant sur le cylindre.

Conseils et avertissements

  • Lorsque vous effectuez des calculs avec la constante pi, gardez autant de chiffres significatifs que possible (le nombre stocké dans votre calculatrice devrait suffire).