Træk er en friktionskraft, der opstår gennem friktion mellem kroppen og væsken. Denne kraft virker i en retning parallel med overfladen af kroppen og er i mange tilfælde proportional med kvadratet af den hastighed, hvormed kroppen bevæger sig i forhold til væsken.
Hvad er trækstyrke?
Der er tre forskellige typer trækstyrker, disse kræfter kaldes træk på overfladen, formtræk og bølge træk.
Generelt set trækkraft, også kendt som modstandafvæske, så meget kan være aerodynamik synes godt om hydrodynamik, i tilfælde, hvor kroppen bevæger sig i henholdsvis gasformigt og flydende medium.
Træk er i de fleste tilfælde proportional med kvadratet af hastighedenaf kroppen i forhold til det miljø, hvor det bevæger sig, men også direkte proportionalt med kroppens område på tværs af strømmen af væskelinierne.
Ud over disse faktorer er kroppens form i stand til i høj grad at ændre den måde, trækstyrken virker på, hvilket alt afhænger af, hvordan væskelinjerne strømmer. Vi forklarer, hvad de er senere.
Seogså: Alt hvad du behøver at vide om hydrostatik
væskelinier
væske linjer er funktioner, der bruges til at lette forståelsen af trækkræfter. Disse er geometriske konstruktioner, også kaldet fluid dynamiske linjer. De angiver, hvordan lagene i en væske bevæger sig.
I det tilfælde hvor de væskedynamiske linjer er overlejret og parallel, væskestrømning er laminær, og der udøves meget lidt trækkraft på et legeme, der bevæger sig over det. I dette tilfælde er der kun friktion mellem væskelagene, så vi siger, at den kun har viskositet.
Når de væskedynamiske linjer ikke er parallelle med hinanden, siger vi, at væskestrømmen gennem kroppen er kaotisk. Denne type strøm er i stand til reducerer i høj grad den hastighed, hvormed kroppen bevæger sig gennem dette medium, der ligner tilfældet, hvor en svømmer forsøger at svømme mod strømmen af en turbulent flod.
træk på overfladen
Overfladetræk er den kraft forårsaget af at flytte et legeme ind retningmodsat til væsken. Det opstår takket være kontakten mellem væsken og kroppen gennem et øjeblikkeligt kontaktlag på overfladen.
Denne type træk opstår på grund af ruheden på en kropsoverflade, der bevæger sig i væsken, da ruheden i sig selv giver en arealikontaktstørre mellem begge.
Overfladetrækning udforskes bredt i professionelle svømningskonkurrencer, hvad der bruges tøjglat, i stand til at reducere væskets træk betydeligt, mens svømmeren bevæger sig i flydende medium.
Seogså: Hvordan opstår fænomenet konvektion, og hvordan det fungerer
formtræk
Formtrækket skyldes a forskeli tryk mellem forskellige dele af et legeme, der bevæger sig gennem en væske.
Når et legeme bevæger sig med en høj nok hastighed gennem en væske, lige bag det a turbulent område, hvis tryk er mindre end trykket foran kroppen. Denne trykforskel resulterer i en trækmodsætningtilfølelseaf kropsbevægelse.
For at reducere overfladens træk trækkes objekter, der er designet til at bevæge sig i væsker aerodynamiske former, og denne tilstand opnås, når det område af kroppen, der er vinkelret på strømmen af linjerne i væske.
Seogså: Termisk ligevægt - lær at beregne ligevægtstemperatur
bølge træk
Wave-træk forekommer kun, når en krop bevæger sig nær vandoverfladen, som når svømmere skubbevandet ned, at være skubbettilop, men også at miste en del af din kinetisk energi på grund af "barrieren" for vand, der dannes foran den.
Et andet eksempel ville være et skib, der danner trækbølger foran sin bue, når det er i bevægelse. Bølgedrag opstår ikke, når kroppe bevæger sig helt nedsænket i vand.
Træk kraftformel
Kontroller den formel, der bruges til at beregne trækstyrken:
Ç - træk koefficient
ρ - væsketæthed (kg / m³)
DET - legemsareal på tværs af væskedynamiske linjer (m²)
v - kropshastighed (m / s)
Formlen relaterer trækkraften til massefylde af midten, legemsens tværsnitsareal og kvadratet for kroppens hastighed, men det henviser også til en trækkoefficient C - en dimensionsløs størrelse, der direkte afhænger af objektets form, for eksempel i tilfælde af sfæriske objekter. Træk-koefficienten er lig med 0,5.
Seogså: Fysiske opdagelser, der skete ved et uheld
terminalhastighed
Når et objekt af betydelig størrelse falder fra store højder, balancerer trækkraften med kraften Vægt af objektet. På denne måde bliver den resulterende kraft på genstanden nul, og den fortsætter sin bevægelse i en lige sti med konstant hastighed i henhold til Newtons 1. lov, inertiloven.
Den hastighed, hvormed en genstand rammer jorden efter at være frigivet i luften, kaldes hastighedterminal, kan beregnes ved hjælp af følgende udtryk, bemærk:
Seogså:Sådan løses Newtons lovøvelser
Løst øvelser på trækkraft
Spørgsmål 1) Et sfærisk objekt (C = 0,5) med et tværsnitsareal på 7,0 cm² (7.0.10-4 m²) bevæger sig gennem luften med en hastighed på 10,0 m / s. Ved at vide, at tætheden af luft er ca. 1,0 kg / m³, og at genstandens tæthed er 800 kg / m³, skal du bestemme størrelsen af trækkraften på den genstand.
a) 0,750 N
b) 0,0550 N
c) 0,0175 N
d) 0,2250 N
e) 0,5550 N
Skabelon: Bogstav C
Løsning:
Øvelsen beder os om at beregne trækstyrkeintensiteten for at gøre det, bare udskift de data, der er informeret i formlen, bemærk:
Spørgsmål 2) Gennemgå udsagnene om trækstyrken, og marker derefter det rigtige alternativ:
I - Trækstyrken er proportional med kvadratet af kroppens hastighed.
II - Jo større medietætheden er, jo større er trækstyrken, der udøves af et legeme, der krydser det.
III - Den endelige hastighed af et legeme, der bevæger sig i et flydende medium, afhænger ikke af genstandens masse.
De er rigtigt:
a) Kun jeg
b) I og II
c) I, II og III
d) Kun II
e) II og III
Skabelon: Bogstav B
Løsning:
De korrekte alternativer er I og II. Med hensyn til alternativ II er densiteten af mediet direkte proportional med trækkraften, så det rigtige alternativ er bogstavet b.
Spørgsmål 3) En masse med masse m frigøres fra en bestemt højde i forhold til jorden, i et område, hvor der er tilstedeværelse af atmosfæriske gasser, der falder ind under effekten af dens vægt og luftens trækstyrke. Et andet legeme med samme form og størrelse, men fire gange massen, falder fra samme højde under de samme forhold. Bestem forholdet mellem den anden legems (v ') terminalhastighed og den første legems (v) terminalhastighed.
a) v '= 3v
b) v '= v / 4
c) v '= 4v
d) v '= v / 2
e) v '= 16v
Skabelon: Bogstav C
Løsning:
Da massen af det andet legeme er fire gange massen af det første legeme, og den endelige hastighed afhænger af kvadratroden af massen, den terminale hastighed af kroppen, der er fire gange så massiv, vil være dobbelt så stor, dvs.: v '= 4v.
Af Rafael Hellerbrock
Fysiklærer
