Object Tracking – avagy milyen gyorsan esik a lufi?

Object Tracking – avagy milyen gyorsan esik a lufi?

Object Tracking – avagy milyen gyorsan esik a lufi?

Loading Likes...

Sokan megfigyelhettétek már, hogy a lufi esik. Arra is felfigyelhettetek, hogy lassabban esik, mint más tárgyak. Sőt, ha ledobjuk 2 méter magasról, akkor ugyanakkora kárt szenved, mintha 100 méter magasról ejtenénk le (semennyit). Tehát a lufi sebessége nagyjából állandó. De mi az oka ennek a jelenségnek? Miért nem gyorsul ez a test ugyanúgy, mint a többi?

Hogy közelebbről is megvizsgálhassuk a jelenséget, felvettem pár lufileejtést kamerával egy meghatározott távolságból. A képen a távolságok arányosak a való élet beli távolságokkal, tehát csak egy arányszámot kell megtalálni, és tudjuk követni a lufi pozícióját centiméterre pontosan. Ezt az arányszámot úgy kaptam meg, hogy felragasztottam valahova egy 20cm-es szigszalagot, és megnéztem, hogy a videón hány pixelt tesz ki. Egy osztás, és kész az arányszám.

A videó nagyon jó mozgások pontos rögzítésére. De szemre még nem tudjuk megmondani lassított felvételben sem, hogy pontosan hogyan változik a sebesség. Ezért írtam egy programot Processingben (Java alapú vizualizációs könyvtár), ami analizálja a videó képkockáit, és képes megmondani, hogy mikor hol van a lufi. Ennek alapján kettő, vagy akár több képkockát és pozíciót összevetve könnyedén meg lehet állapítani a pillanatnyi sebességet. A program forráskódja innen tölthető le: https://github.com/tothambrus11/balloon-image-processing

Itt láthatjátok a programot működés közben:

Megfigyelések:

  • A nagyobb lufik tovább esnek, és nekik nagyobb a vég-, illetve az átlagsebességük.
  • A lufinak van egy gyorsulási szakasza, aztán nagyjából állandó sebességgel halad.
  • Amikor a lufi kanyarodva megy, csökken az sebessége.

A magyarázat a légellenállás törvényeiben rejlik. (Igazából a törvényeket írták meg a kísérletek alapján, de most akkor ellenőrizzük a kísérletet…)
Egy folyékony, vagy gáz halmazállapotú közegben mozgó testre hat az ún. közegellenállási erő. Nagysága négyzetesen arányos a test sebességével. Tehát ha elindítok egy gömböt pici sebességgel, azt picit fogja fékezni, ha elindítom nagy sebességgel, akkor azt extrém nagyon nagy erővel fogja fékezni. Van pár tényező, amitől még függ az erő nagysága, úgymint a közeg sűrűsége, a test alaki tényezője (mennyire áramvonalas), valamint a test homlokfelülete. Ezért, hogyha nagyobbra fújunk egy lufit, és nagyobb lesz a homlokfelülete, ami fékez, akkor szintén nagyobb lesz a rá ható fékező erő.

A lufi nem teljesen gömb alakú, ezért néha elfordulgat, aminek eredményeképpen megváltozik az alaki tényezőjük, valamint megváltozik a homlokfelületük is. A lufi egyébként mindig be szeretne állni a legáramvonalasabb pozíciójába, csak ez néha más okok miatt meghiúsul. Lehet, hogy az nem tetszik neki, hogy nem homogén a sűrűsége, és az alján a csomó nagyon nehéz a méretéhez képest…

Na ennyi volt mára, ha tetszett a cikk, dobjatok egy ♡-et, és ha bármi kérdésetek van a programmal, vagy a fizika részével kapcsolatban, írjatok a komment szekcióba!

Leave a Comment

Az email címedet nem tesszük publikussá. A kötelező mezők *-ként vannak jelölve.

Show Buttons
Hide Buttons