Přetažení je a třecí síla vyplývající z tření mezi tělem a tekutinou. Tato síla působí ve směru rovnoběžném s povrchem těla a v mnoha případech je úměrná druhé mocnině rychlosti, kterou se tělo pohybuje vzhledem k tekutině.
Co je tažná síla?
Existují tři různé typy tažných sil, tyto síly se nazývají povrchový odpor, přetažení tvaru a vlnění.
Obecně lze říci, že tažná síla, také známý jako odporztekutina, tolik může být aerodynamika jako hydrodynamika, pro případy, kdy se tělo pohybuje v plynném a kapalném prostředí.
Přetahování je ve většině případů úměrný druhé mocnině rychlostitěla ve vztahu k prostředí, ve kterém se pohybuje, ale také přímo úměrné ploše těla příčně k toku tekutinových vedení.
Kromě těchto faktorů je tvar tělesa schopen výrazně změnit způsob, jakým na něj působí tažná síla, což vše závisí na tom, jak proudí kapalinová vedení. Později vysvětlíme, o co jde.
Dívej setaky: Vše, co potřebujete vědět o hydrostatice
tekutinová vedení
kapalinová vedení jsou funkce používané k usnadnění pochopení tažných sil. Jedná se o geometrické konstrukce, nazývané také fluidní dynamické čáry. Ukazují, jak se vrstvy tekutiny pohybují.
V případě, že jsou fluidní dynamické linie překrývající se a paralelní, tok tekutiny je laminární a na tělo pohybující se nad ní je vyvíjena velmi malá tažná síla. V tomto případě existuje pouze tření mezi vrstvami tekutiny, takže říkáme, že má pouze viskozita.
Když dynamické linie tekutiny nejsou navzájem rovnoběžné, říkáme, že tok tekutiny procházející tělem je chaotický. Tento typ toku je schopen výrazně snížit rychlost, jakou se tělo pohybuje prostřednictvím tohoto média, připomínající případ, kdy se plavec pokouší plavat proti proudu bouřlivé řeky.
povrchový odpor
Povrchový odpor je síla způsobená pohybem těla dovnitř směrnaproti k tekutině. Vzniká díky kontaktu mezi tekutinou a tělem prostřednictvím bezprostřední kontaktní vrstvy na jeho povrchu.
Tento typ odporu vzniká kvůli drsnosti povrchu těla, který se pohybuje v tekutině, protože samotná drsnost poskytuje a plochavKontaktvětší mezi oběma.
Tažení povrchu je široce prozkoumáno profesionální plavecké soutěže, co se používá oblečeníhladký, schopný značně snížit odpor tekutiny, zatímco se plavec pohybuje v kapalném médiu.
Dívej setaky: Jak dochází k fenoménu konvekce a jak funguje
přetažení tvaru
Tažení tvaru je výsledkem a rozdílv tlak mezi různými částmi těla pohybujícími se tekutinou.
Když se tělo pohybuje dostatečně vysokou rychlostí kapalinou, těsně za ní a turbulentní oblast, jehož tlak je menší než tlak před tělem. Tento tlakový rozdíl má za následek a táhnoutnaopakdosmyslpohybu těla.
Aby se snížil povrchový odpor, jsou nakresleny objekty, které jsou navrženy pro pohyb v tekutinách aerodynamické tvary, a tento stav se získá, když plocha těla, která je kolmá na tok linií tekutina.
Dívej setaky: Tepelná rovnováha - naučte se vypočítat rovnovážnou teplotu
vlnění
K vlnovému tažení dochází pouze při pohybu jakéhokoli těla blízko povrchu vody, jako když plavci tamvoda dole, bytost tlačilpronahoru, ale také ztrácí část svého Kinetická energie kvůli „bariéře“ vody, která se tvoří před ní.
Dalším příkladem může být loď, která při pohybu vytváří před úklonou vlečné vlny. K vlnovému tahu nedochází, když se těla pohybují úplně ponořená ve vodě.
Vzorec síly tažení
Zkontrolujte vzorec použitý k výpočtu tažné síly:
C - součinitel odporu vzduchu
ρ - hustota kapaliny (kg / m³)
THE - plocha těla příčně k fluidním dynamickým čarám (m²)
proti - rychlost těla (m / s)
Vzorec spojuje tažnou sílu s hustota uprostřed, průřezovou plochou těla a druhou mocninou rychlosti tohoto těla, ale také odkazuje na součinitel odporu vzduchu C - bezrozměrná veličina, která přímo závisí na tvaru objektu, například v případě sférických předmětů. Koeficient odporu je rovnající se 0,5.
Dívej setaky: Objevy fyziky, k nimž došlo při nehodě
rychlost terminálu
Když předmět významné velikosti spadne z velkých výšek, tažná síla se vyrovná se silou Hmotnost objektu. Tímto způsobem je výsledná síla na objekt nulová a pokračuje v pohybu přímou cestou s konstantní rychlostí, podle Newtonův 1. zákon, zákon setrvačnosti.
Rychlost, kterou předmět po uvolnění do vzduchu dopadne na zem, se nazývá rychlostterminál, lze vypočítat pomocí následujícího výrazu, poznámka:
Dívej setaky:Jak řešit Newtonova zákonná cvičení
Vyřešená cvičení na tažnou sílu
Otázka 1) Sférický objekt (C = 0,5) s plochou průřezu 7,0 cm² (7.0.10-4 m²) cestuje vzduchem rychlostí 10,0 m / s. S vědomím, že hustota vzduchu je přibližně 1,0 kg / m³ a že hustota objektu je 800 kg / m³, určete velikost tažné síly na tento objekt.
a) 0,750 N
b) 0,0550 N
c) 0,0175 N
d) 0,2250 N
e) 0,5550 N
Šablona: Písmeno C.
Řešení:
Cvičení nás požádá o výpočet intenzity tažné síly, stačí nahradit data uvedená ve vzorci a sledovat:
Otázka 2) Zkontrolujte prohlášení o tažné síle a zaškrtněte správnou alternativu:
I - Tažná síla je úměrná druhé mocnině rychlosti těla.
II - Čím větší je hustota média, tím větší je intenzita tažné síly vyvíjené tělesem, které jej protíná.
III - Konečná rychlost tělesa pohybujícího se v kapalném médiu nezávisí na hmotnosti objektu.
Oni jsou skutečný:
a) Pouze já
b) I a II
c) I, II a III
d) Pouze II
e) II a III
Šablona: Písmeno B.
Řešení:
Správné alternativy jsou I a II. Pokud jde o alternativu II, je hustota média přímo úměrná tažné síle, takže správnou alternativou je písmeno b.
Otázka 3) Tělo o hmotnosti m se uvolňuje z určité výšky ve vztahu k zemi, v oblasti, kde jsou přítomny atmosférické plyny, které jsou pod vlivem své hmotnosti a tažné síly vzduchu. Druhé tělo, stejného tvaru a velikosti, ale čtyřnásobku hmotnosti, je shodeno ze stejné výšky za stejných podmínek. Určete vztah mezi konečnou rychlostí druhého tělesa (v ') a konečnou rychlostí prvního tělesa (v).
a) v '= 3v
b) v '= v / 4
c) v '= 4v
d) v '= v / 2
e) v '= 16v
Šablona: Písmeno C.
Řešení:
Protože hmotnost druhého tělesa je čtyřnásobkem hmotnosti prvního tělesa a konečná rychlost závisí na druhá odmocnina hmotnosti, konečná rychlost tělesa, která je čtyřikrát hmotnější, bude dvakrát tak velká, tj.: v '= 4v.
Autor: Rafael Hellerbrock
Učitel fyziky