Есть кольцо, имеющее диаметр 1 метр, толщину 15 сантиметров и массу 600 килограмм. Надо найти силу ветра, чтобы он смог сдуть это кольцо

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи нужно учесть, что сила ветра, необходимая для сдувания кольца, зависит от скорости ветра и площади, которую кольцо занимает.

Площадь внутренней поверхности кольца:
S1 = π (d1/2)^2
где d1 - диаметр кольца, 1 метр
S1 = π (1/2)^2
S1 = π (0,5)^2
S1 = π 0,25
S1 = 0,785 м^2

Площадь внешней поверхности кольца:
S2 = π ((d1/2)^2 + (t1/2)^2) - π (d1/2)^2
где t1 - толщина кольца, 15 см
S2 = π ((1/2)^2 + (0,15/2)^2) - 0,785
S2 = π (0,5^2 + 0,075^2) - 0,785
S2 = π (0,25 + 0,005625) - 0,785
S2 = π 0,255625 - 0,785
S2 = 0,803 м^2

Разность площадей:
S = S2 - S1
S = 0,803 - 0,785
S = 0,018 м^2

Плотность воздуха (при нормальных условиях):
ρ = 1,225 кг/м^3

Сила ветра, необходимая для сдувания кольца:
F = 0,5 ρ V^2 * S
где V - скорость ветра

Для подсчета необходимой скорости ветра, нужна информация о коэффициенте сопротивления и форме кольца.

Для упрощения расчетов допустим, что кольцо имеет форму плоского круга, тогда коэффициент сопротивления будет примерно 1,28.

F = 0,5 1,225 V^2 0,018
F = 0,011025 V^2

Теперь нужно знать минимальную скорость ветра, при которой эта сила будет больше, чем масса кольца (600 кг), чтобы сдуть его:

0,011025 * V^2 = 600
V^2 = 54545,45
V = √54545,45
V ≈ 233,5 м/с

Таким образом, сила ветра, необходимая для сдувания данного кольца при его скорости и оставшихся параметрах, должна быть примерно 600 кг * 9,8 м/с^2 = 5880 Н, а скорость ветра должна быть не менее 233,5 м/с.