¿Cuál es la velocidad terminal de un teléfono móvil?

Es posible que haya visto la historia del iPhone que un paracaidista dejó caer desde quizás 13,500 pies: sobrevivió.

Esto me hizo preguntarme cómo calcular la velocidad terminal para algo así. Obviamente, calcular la velocidad terminal de una esfera puede ser relativamente sencillo, pero con un oblongo aplanado, ¿qué factores entran en juego?

End on será rápido, flat será lento, pero ¿hay una configuración estable?

Te puedo decir que no hay una configuración estable. Sin embargo, podría ser útil suponer que es estable.
Le envié a @Rory ese enlace en The DMZ (la sala de chat de security.se). También estoy interesado en esto. Si asumimos que es estable, ¿qué factores entrarían en juego?
Me pregunto si hay una aplicación para eso.
En cuanto a la supervivencia, asumo que ayudó que "el iPhone tenía su propio equipo de protección: una funda de teléfono de la marca Incipio que se rompió después de la caída pero aún estaba en el teléfono".
""Obviamente, calcular la velocidad terminal de una esfera puede ser relativamente sencillo"," En absoluto. No en esos números de Reynolds.
@Georg: ahora también estoy interesado en esto. Mi suposición de la física de la escuela secundaria (hace mucho tiempo) era que era sencillo para una esfera.
nadie va a contestar?
¿Alguien puede sacar alguna conclusión de la foto detallada del teléfono destrozado (en el enlace de noticias)?
@Helder: ¿golpeó bastante fuerte? :-)
Puedes verlo AQUÍ (este enlace está en la Pregunta).
@Helder - Lo sé. Lo que quise decir fue que la conclusión es que es bastante difícil. El signo de interrogación era para indicar que era un poco irónico, ya que sé que eso no era realmente lo que querías decir.

Respuestas (2)

Del equilibrio entre resistencia y peso:

1 2 C X ρ v 2 S = metro gramo
podemos escribir la velocidad terminal como
v = 2 metro gramo C X ρ S
dónde metro es la masa del teléfono, C X su coeficiente de arrastre, S su sección, gramo la aceleración de la gravedad y ρ la densidad del aire.

Ahora, esta no es realmente una buena respuesta, ya que la gran pregunta es cómo estimar S (depende de la orientación del teléfono) y C X . Pero al menos puedes calcular un orden de magnitud, como en la mayoría de los casos C X de orden 1.

Para algo casi cuadrado C X va a ser más 0.5y casi 1.0. Además, el teléfono gira al caer, por lo que el área de barrido cambia todo el tiempo.
@ ja72 Ah, ¿sabes que el teléfono se torcerá?
@Georg - ¡Quise decir girar!
¡Todos iguales! Supuse que querías decir girar.
Soy como algunas personas, un poco vago. ¿Cuál es la respuesta? el iPhone 4 pesa 0,137 kg

Supongamos que no hubiera turbulencia en el aire.
Caerá como una hoja, horizontal, oscilando ligeramente alrededor del eje vertical en relación con la superficie de la Tierra, unos 6 grados, al igual que las largas placas de hielo dentro de las estelas y cirros.

En la fórmula de la respuesta de Bonet el tramo S es máximo (bueno para minimizar la velocidad). ¿El coeficiente de arrastre? No sé. Alguien puede editar esta respuesta para que sea más completa.

Pero la física no termina aquí, creo. El teléfono se deslizará en grandes movimientos horizontales, como una vela o un ala, como lo hace un paracaidista. Es mucho más que un simple movimiento balístico vertical.
Imo, ese es el por qué.

EDITAR agregar
asumiendo solo un descenso horizontal (la distribución de masa está centrada):
explorando los números: el mejor resultado, para Cx = 1.3, es v = 15.6 m / s (en mi opinión, es demasiado)
Cx 0.5; 1; 1,3; g 9,8 ms^(-2); Ipod4 137g, profundidad 9,3 mm superficie 0,1152*0,0586 m2; Densidad del aire 1,25 Kg/m^(-3)
Cx=0,5 v=25m/s; Cx=1v=17m/s; Cx=1,3 v=15,6 m/s

Tenemos que explorar otros efectos aerodinámicos.
altitud 4100 m , recuperada a 800 m de donde aterrizó. El ángulo de bajada del Iphone4 probablemente sea mayor a 11º (arctan(800/4000)=arctan(1/5)). De esto podemos concluir que no fue un descenso balístico y que los efectos aerodinámicos sí están presentes.
Desconozco la distribución masiva en el Iphone4. Si se puede hacer similar a una semilla de mármol, semilla de mármol
con gran parte de la masa cerca de la parte superior, entonces el teléfono celular girará y se ralentizará significativamente.
referencia EXPLORANDO LA DINÁMICA DE BIOFLUIDOS DE NATACIÓN Y VUELO por David Lentink páginas 111-119 capítulo 5.1 UN VÓRTICE DE VANGUARDIA PROLONGA EL DESCENSO DE LAS SEMILLAS DE ARCE
El paquete ELMER, entre otros, se puede utilizar para realizar la simulación aerodinámica numérica con todas estas variables incluyendo, si es necesario, el edificio y el viento (¿algún flujo de aire ascendente en la trayectoria del móvil?).
EDITAR añadir fin

De acuerdo con el artículo de Wikipedia sobre el coeficiente de arrastre , si asumimos que el teléfono permanece horizontal, C X debería ser algo así como 1.28. Sin embargo, no sé cuánto podemos confiar en esos números.
¡El ejemplo de las plaquetas de hielo cirro es una tontería! ¡Esto sucede con números de Reynolds muy pequeños! El teléfono celular puede caerse "plano" (tal vez oscilando) o puede caerse, no lo sé. Pero siempre en el Número de Reynolds demasiado grande para permitir el "cálculo" de la velocidad. Lo mejor que uno puede lograr es alguna estimación.
@Georg citando del sitio de Óptica Atmosférica "Los cristales de placas se deslizan hacia abajo como hojas. Sus caras grandes son casi horizontales". y [también aquí] ( atoptics.co.uk/halo/orplate.htm ) (sobre los 6 grados no recuerdo de dónde lo obtuve). Respondiendo a esta pregunta, primero trato de encontrar formas de minimizar la velocidad vertical. Creo que una simulación numérica es la mejor manera de hacer una aproximación para encontrar el rango de una velocidad terminal viable.
@Helder ¿Sabes leer? Nodody duda de que esas hojas de hielo se comporten de esa manera. (¡Esto se puede reproducir con pequeños trozos de papel!) ¡Pero esto está en el dominio de los números de Reynolds muy pequeños! ¿Sabes lo que eso significa?
@Georg No responderé a su 1er y último ?s. ¿Por qué escribiste: el ejemplo de las plaquetas de hielo cirrus no tiene sentido! En mi opinión, tienen el mismo proceso de estabilización: "pequeñas desviaciones producen fuerzas correctoras que restauran la orientación". (anterior enlace dado). Tienes 4 comentarios en la Pregunta/Respuestas. ¿Podemos tener una respuesta propia que explique por qué sobrevivió el teléfono? y una estimación de la velocidad del terminal, el Número de Reynolds, y consideraciones sobre el uso/(no uso) de los métodos DNS, LES,RANS,DES... por favor.
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