Zadanie ZF-939
o zadaniu...
- Publikacja w Delcie: listopad 2017
- Publikacja elektroniczna: 31 października 2017
Przed otwarciem spadochronu skoczek często stara się wydłużyć czas swobodnego spadania, ustawiając ciało w pozycji poziomej w celu zmaksymalizowania oporu powietrza. Oszacuj, jaką maksymalną prędkość może w takim locie osiągnąć skoczek o masie
i wzroście
Dla uproszczenia załóż, że podczas całego "lotu" powietrze ma stałą gęstość w przybliżeniu równą gęstości przy ziemi i temperaturę około
Stała gazowa
ciśnienie atmosferyczne
średnia masa molowa cząsteczek powietrza
przyspieszenie ziemskie 

z jaką powietrze działa na ciało poruszające się z prędkością
wynosi
jest gęstością powietrza,
polem powierzchni przekroju ciała (prostopadłego do kierunku ruchu), a
współczynnikiem zależnym od kształtu ciała o wartości rzędu 1 (od
do 1). W dobrym przybliżeniu powietrze spełnia równanie stanu gazu doskonałego. Korzystając z tego równania dla danych zadania, otrzymujemy (dla temperatury w skali Kelvina
):
- w ramionach na pewno więcej, ale za to dla nóg mniej, co dla wzrostu
daje
Maksymalna prędkość odpowiada sytuacji, gdy siła oporu
Po podstawieniu powyższych oszacowań do równania otrzymujemy
po około
skoczkowie osiągają stałe prędkości około
bliskie otrzymanej w rozwiązaniu.