Gjør falkens stupehastighet den til det raskeste dyret?

[aluxez]

Heihei, hadde en diskusjon på skolen idag, og lurer på om noen her kan avklare dette.

 

I en diskusjon om hva som er det raskeste dyret på jorden kom vi fram til at vandrefalken, som kan stupe i 300 km i timen, er det raskeste. Men dette er jo fordi den kan utnytte høyden og utnytte tyngdekraften slik. Men er denne fallhastigheten høyere enn det den er for f.eks en blåhval, hvis du kaster den ut fra et fly?

[H5N1]

Vekt har ingenting å si, kun luftmotstand.

[aluxez]

Luftmotstand i forhold til vekt da?

[r2d290]

Og ettersom en blåhval sansynligvis har mer luftmotstand, vil den falle tregere.

 

Men jeg vet ikke om jeg vil si meg enig i at vertikal hastighet kan brukes til å beregne raskheten på et dyr...

Endret 5. november 2011 av r2d290 waits for alice

[aluxez]

Den har mer luftmotstand ja, men har jo også mer vekt?

[H5N1]

Vekt har ingenting med hvor fort ting faller.

[Vertical^]

Blir jo litt feil å dra en hval inn i dette, ettersom en hval sjeldent stuper i fra luften. Vandrefalken er nok det raskeste dyret i stup, ja.

Rett frem/på bakken er det vel geparden.

[r2d290]

en blåhval vil falle raskere enn en isopormodell av en blåhval. Dette er fordi den tunge hvalen har større evne til å flytte luften til sides.

I vakuum ville de derimot falt likt. Men det er vel ikke helt dette du spør etter =)

Endret 5. november 2011 av r2d290 waits for alice

[aluxez]

Er ikke helt fornøyd med svaret. En blåhval faller senere fordi den har større luftmotstand. Betyr dette også at en bil faller senere enn en fjær?

[r2d290]

Nei, for bilen har større evne til å flytte lufta til sides. Det er en balansegang her... Forskjellen mellom en fjær og en fugl er at fuglen har en vesentlig bedre aerodynamikk som gjør at selv med dens lave masse har den ikke så mye luft den trenger å flytte til side.

 

Der har du forskjellen mellom stor masse (bil) og god aerodynamikk (fugl): Bilen faller raskt fordi dens masse gir den høy evne til å flytte til side den lette lufta, mens den "lette" fuglen ikke trenger å flytte vekk så mye luft (pluss at dens form gjør at luften lettere passerer.

 

Edit: les deg gjerne opp på terminal vilosity som omhandler maksimal hastighet ved fall for ulike objekter. Nå er det mulig jeg beveger meg på usolid grunn, men ta en titt på følgende formel:

 

 

Maksimal hastighet ved fall vil altså øke med økende masse, og reduseres med økende areal.

Endret 5. november 2011 av r2d290 waits for alice

[aluxez]

Hvor raskt mener du en blåhval ville fallt da?

[Zeph]

Nei. På grunn av luftmotstanden vil ein bil få ein større fart.

 

Om ein ser vekk frå luftmotstand vil alle objekter falle likt, uavhengig av vekt og volum. Dvs. i vakum.

Luftmotstand er derimot ein ganske viktig faktor i reknestykket.

 

Luftmotstanden vil variere etter vekt, volum og form. Vandrefalken er svært aerodynamisk og kan difor oppnå ein høg hastighet.

Luftmotstand er som ein brems. Jo større areal du har, jo større blir bremseeffekten. Høgare vekt vil derimot auke krafta jorda trekker til seg objektet med, difor får du større fart.

 

Formelen for kraft er G = gm der g er akselerasjonskonstanten i fritt fall på 9,81m/s² og m er vekta i kilo på objektet.

 

Du har to kuler med identisk volum og størrelse. Den eine er 10 kilo, den andre 20 kilo.

G₁ = 9,81*10 = 98N

G₂ = 9,81*20 = 196N

 

Krafta som trekker den tyngste kula nedover er dobbelt så stor som den lettaste kula. Luftmotstanden er konstant ved konstant hastighet, dvs du har ein konstant motstand som me i dette tilfellet kan sjå på som negativ kraft. Td. -10N for å ta eit tal ut av lufta.

 

Kreftene som drar 10kg-kula nedover blir 98-10 = 88N

Kreftene som drar 20kg-kula nedover blir 196-10 = 186N

 

F = ma - F er kreftene, m er vekta og a er akselerasjonen. I eit homogent tyngdefelt utan luftmotstand er akselerasjonen fast på 9,81m/s². Der ville alle objekt falt like raskt. Alt frå ein elefant til ei fjær. På grunn av luftmotstanden vil derimot akselerasjonen på ei lettare kule bli mindre.

 

Me snur litt rundt på formel og får at a = F/m. Akselerasjonen er kreftene delt på vekta. Kreftene rekna me ut i stad med tenkte tal.

 

Akselerasjonen for 10kg-kula blir 88/10 = 8,8m/s²

Akselerasjonen for 20kg-kula blir 196/20 = 9,8m/s²

 

Høgare akselerasjon betyr at du får høgare hastighet. No vil akselerasjonen endra seg når farten endrar seg sidan luftmotstanden varierar alt etter kva hastighet ein har, men du får eit inntrykk av kva det går i.

 

På eit tidspunkt vil alle objekter oppnå ein terminalfart. Det er den hastigheten der kreftene i luftmotstanden er like store som kreftene som trekker på objektet.

20kg-kula har ei kraft nedover på 196N. Ved ein gitt hastighet vil luftmotstanden og væra 196N og kula vil deretter falle med ein konstant hastighet, dvs. utan akselerasjon. Objektet vil akselerere heile veien frå du slepp den til den når terminalfarten (toppfarten) der den vil ligga stabilt inntil den treff bakken.

Endret 5. november 2011 av Zeph

[aluxez]

Konklusjon? Hvalen eller vandrefalken?

[r2d290]

Er ikke helt fornøyd med svaret. En blåhval faller senere fordi den har større luftmotstand. Betyr dette også at en bil faller senere enn en fjær?

Jeg kjenner ikke til massetettheten (p) eller Drag-koeffisienten Cd til en hval, så vanskelig å svare på =)

[aluxez]

 

På eit tidspunkt vil alle objekter oppnå ein terminalfart. Det er den hastigheten der kreftene i luftmotstanden er like store som kreftene som trekker på objektet.

20kg-kula har ei kraft nedover på 196N. Ved ein gitt hastighet vil luftmotstanden og væra 196N og kula vil deretter falle med ein konstant hastighet, dvs. utan akselerasjon. Objektet vil akselerere heile veien frå du slepp den til den når terminalfarten (toppfarten) der den vil ligga stabilt inntil den treff bakken.

Spørsmålet er jo om hvilken av de to som har høyest termionalfart... Kopierte du hele posten fra en bok eller noe?

[r2d290]

Konklusjon? Hvalen eller vandrefalken?

Egentlig ganske vanskelig å konkludere uten spesifikke tall, men jeg er ganske så sikker på at falkens aerodynamikk slår hvalens evne til å flytte luften til side.

[aluxez]

Er ikke helt fornøyd med svaret. En blåhval faller senere fordi den har større luftmotstand. Betyr dette også at en bil faller senere enn en fjær?

Jeg kjenner ikke til massetettheten (p) eller Drag-koeffisienten Cd til en hval, så vanskelig å svare på =)

Virker ikke som at du har særlig mye å komme med her. Det eneste du har kommet med er jo "Maksimal hastighet ved fall vil altså øke med økende masse, og reduseres med økende areal.", noe som er helt åpenbart. Spørsmålet mitt er jo hva som spiller størst rolle, hvalens masse eller falkens aerodynamikk.

[Zeph]

http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/efar.cfm

 

Blåkvalen vil få ein langt høgare hastighet enn 300km/h ved fritt fall.

 

Spørsmålet er jo om hvilken av de to som har høyest termionalfart... Kopierte du hele posten fra en bok eller noe?

Eg skreiv den fritt, men takk skal du ha.

 

Eit menneske oppnår ein terminalfart på rundt 200-200 km/h med sine 80kg.

Edit: I eit stup kan nok farten koma over 300km/h og.

Ein blåkval på 180 tonn vil få ein veldig høg terminalfart ved fritt fall.

Endret 5. november 2011 av Zeph

[aluxez]

Ja er det jeg har trodd hele veien, men av en eller annen grunn er folk svært raske i en "vitenskapstråd" med å slenge ut ubegrunnede påstander. Trodde det var forbeholdt politikk-forumet jeg

[r2d290]

Er ikke helt fornøyd med svaret. En blåhval faller senere fordi den har større luftmotstand. Betyr dette også at en bil faller senere enn en fjær?

Jeg kjenner ikke til massetettheten (p) eller Drag-koeffisienten Cd til en hval, så vanskelig å svare på =)

Virker ikke som at du har særlig mye å komme med her. Det eneste du har kommet med er jo "Maksimal hastighet ved fall vil altså øke med økende masse, og reduseres med økende areal.", noe som er helt åpenbart. Spørsmålet mitt er jo hva som spiller størst rolle, hvalens masse eller falkens aerodynamikk.

Jeg har bidratt med en formel som gjør at du kan regne deg frem til det selv, gitt at du finner drag-koeffisienten til en hval og en falk, samt dens massetetthet og areal.

her har du en del koeffisienter, men ingen om hval eller falk. Det er ikke umulig at du finner ut dette hvis du søker litt på nett.

 

Og Dens massetetthet og areal burde ikke være det vanskeligste å finne =)