Плъзгането е a сила на триене, възникваща през триене между тялото и течността. Тази сила действа в посока, успоредна на повърхността на тялото и в много случаи е пропорционална на квадрата на скоростта, с която тялото се движи спрямо течността.
Какво е сила на плъзгане?
Има три различни вида сили на плъзгане, тези сили се наричат повърхностно съпротивление, плъзгане на форма и вълново плъзгане.
Като цяло, сила на влачене, също известен като съпротиванатечност, толкова много може да бъде аеродинамика като хидродинамика, за случаите, когато тялото се движи съответно в газообразна и течна среда.
В повечето случаи влаченето е пропорционално на квадрата на скоросттана тялото спрямо средата, в която се движи, но и директно пропорционално на площта на тялото, напречно на потока на флуидните линии.
В допълнение към тези фактори, формата на тялото може значително да промени начина на въздействие на силата на съпротивление върху него, като всичко това зависи от това как текат линиите на течността. По-късно ще обясним какви са те.
Вижсъщо: Всичко, което трябва да знаете за хидростатиката
флуидни линии
флуидните линии са функции, използвани за улесняване на разбирането на силите на съпротивление. Това са геометрични конструкции, наричани още флуидни динамични линии. Те показват как се движат слоевете на течността.
В случая, когато са динамичните линии на флуида припокриващи се и успоредно, потокът на течността е ламинарен и върху тялото, което се движи над него, се упражнява много малка сила на съпротивление. В този случай има само триене между слоевете на течността, затова казваме, че има само вискозитет.
Когато динамичните линии на течността не са успоредни една на друга, казваме, че потокът от течност, преминаващ през тялото, е хаотичен. Този тип поток е способен значително намаляват скоростта, с която тялото се движи през тази среда, наподобяваща случая, когато плувец се опитва да плува срещу течението на бурна река.
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
повърхностно съпротивление
Повърхностното съпротивление е тази сила, причинена от преместването на тялото посокапротивоположно към течността. Възниква благодарение на контакта между течността и тялото, чрез непосредствен контактния слой на повърхността му.
Този тип съпротивление възниква поради грапавостта на повърхността на тялото, която се движи във флуида, тъй като самата грапавост осигурява a ■ площвконтактпо-голям между двете.
Плъзгането на повърхността е широко изследвано в професионални състезания по плуване, какво се използва дрехигладка, в състояние значително да намали съпротивлението на течността, докато плувецът се движи в течна среда.
Вижсъщо: Как възниква феноменът на конвекция и как действа
плъзгане на форма
Плъзгането на фигурата е резултат от разликав натиск между различни части на тялото, движещи се през течност.
Когато тялото се движи с достатъчно висока скорост през течност, точно зад него a бурен регион, чието налягане е по-малко от налягането пред тялото. Тази разлика в налягането води до a плъзнетенапротивкъмсмисълна движението на тялото.
За да се намали повърхностното съпротивление, се изтеглят обекти, които са проектирани да се движат във флуиди аеродинамични форми и това условие се получава, когато площта на тялото, която е перпендикулярна на потока на линиите на течност.
Вижсъщо: Термично равновесие - научете се да изчислявате равновесната температура
вълново плъзгане
Вълновото плъзгане се появява само когато някое тяло се движи близо до повърхността на водата, както когато плувци натиснетеводата надолу, битие избутазанагоре, но също така губи част от вашата кинетична енергия поради „бариерата” на водата, която се образува пред нея.
Друг пример би бил кораб, който образува влачащи вълни пред носа си, когато е в движение. Съпротивление на вълната не се получава, когато телата се движат напълно потопени във вода.
Формула за сила на плъзгане
Проверете формулата, използвана за изчисляване на силата на плъзгане:
° С - коефициент на съпротивление
ρ - плътност на течността (kg / m³)
НА - площ на тялото, напречна на течни динамични линии (m²)
v - телесна скорост (m / s)
Формулата свързва силата на плъзгане с плътност на средата, площта на напречното сечение на тялото и квадрата на скоростта на това тяло, но също така се отнася до коефициент на съпротивление C - безразмерно количество, което зависи пряко от формата на обекта, например в случай на сферични обекти. Коефициентът на съпротивление е равна на 0,5.
Вижсъщо: Физически открития, станали вследствие на злополука
терминална скорост
Когато обект със значителен размер падне от голяма височина, силата на плъзгане се балансира със силата Тегло на обекта. По този начин получената сила върху обекта става нула и той продължава движението си по права линия, с постоянна скорост, според 1-ви закон на Нютон, законът на инерцията.
Скоростта, с която даден обект се удари в земята, след като бъде пуснат във въздуха, се нарича скоросттерминал, може да се изчисли, като се използва следният израз, забележка:
Вижсъщо:Как да решим упражненията на закона на Нютон
Решени упражнения за сила на плъзгане
Въпрос 1) Сферичен обект (C = 0,5) с площ на напречното сечение 7,0 cm² (7.0.10-4 m²) се движи във въздуха със скорост 10,0 m / s. Знаейки, че плътността на въздуха е приблизително 1,0 kg / m³ и че плътността на обекта е 800 kg / m³, определете величината на силата на съпротивление върху този обект.
а) 0.750 N
б) 0,0550 N
в) 0,0175 N
г) 0,2250 N
д) 0,5550 N
Шаблон: Буква С
Резолюция:
Упражнението ни изисква да изчислим интензивността на силата на плъзгане, за да направим това, просто заменете данните, информирани във формулата, спазвайте:
Въпрос 2) Прегледайте изявленията за силата на плъзгане, след което отбележете правилната алтернатива:
I - Силата на съпротивление е пропорционална на квадрата на скоростта на тялото.
II - Колкото по-голяма е плътността на средата, толкова по-голяма е интензивността на силата на съпротивление, упражнявана от тяло, което я пресича.
III - Крайната скорост на тялото, движещо се в течна среда, не зависи от масата на обекта.
Те са вярно:
а) Само аз
б) I и II
в) I, II и III
г) Само II
д) II и III
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
Правилните алтернативи са I и II. Що се отнася до алтернатива II, плътността на средата е право пропорционална на силата на плъзгане, така че правилната алтернатива е буквата b.
Въпрос 3) Тяло с маса m се освобождава от определена височина спрямо земята, в регион, където има присъствие на атмосферни газове, попадащи под въздействието на неговото тегло и силата на плъзгане на въздуха. Второ тяло, със същата форма и размер, но четири пъти по-голямо от масата, се спуска от една и съща височина при същите условия. Определете връзката между крайната скорост на второто тяло (v ') и крайната скорост на първото тяло (v).
а) v '= 3v
б) v '= v / 4
в) v '= 4v
г) v '= v / 2
д) v '= 16v
Шаблон: Буква С
Резолюция:
Тъй като масата на второто тяло е четири пъти масата на първото тяло и крайната скорост зависи от квадратен корен от масата, крайната скорост на тялото, която е четири пъти по-масивна, ще бъде два пъти по-голяма, т.е.: v '= 4v.
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
