Povlačenje je a sila trenja koja nastaje kroz trenje između tijela i tekućine. Ta sila djeluje u smjeru paralelnom s površinom tijela i u mnogim je slučajevima proporcionalna kvadratu brzine kojom se tijelo kreće u odnosu na tekućinu.
Što je sila vuče?
Postoje tri različite vrste vučnih sila, te se sile nazivaju površinski otpor, povlačenje oblika i povlačenje vala.
Općenito, vučna sila, također poznat kao otpornostodtekućina, toliko može biti aerodinamika Kao hidrodinamika, za slučajeve kada se tijelo kreće u plinovitom, odnosno tekućem mediju.
Povlačenje je, u većini slučajeva, proporcionalno kvadratu brzinetijela u odnosu na sredinu u kojoj se kreće, ali i izravno proporcionalno površini tijela poprečno protoku vodova tekućine.
Pored ovih čimbenika, oblik tijela može uvelike promijeniti način na koji sila vuče djeluje na njega, a sve ovisi o tome kako teku tekuće linije. Kasnije ćemo objasniti što su.
Izgledtakođer: Sve što trebate znati o hidrostatici
linije tekućine
tekuće linije su značajke koje se koriste za olakšavanje razumijevanja sila vuče. To su geometrijske konstrukcije, koje se nazivaju i fluidne dinamičke linije. Oni ukazuju na to kako se slojevi tekućine kreću.
U slučaju kada su dinamičke linije fluida preklapajući se i paralelno, protok tekućine je laminarni i na tijelo koje se kreće djeluje vrlo malo sile vuče. U ovom slučaju postoji samo trenje između slojeva tekućine, pa kažemo da ima samo viskoznost.
Kad dinamičke linije tekućine nisu paralelne jedna s drugom, kažemo da je protok tekućine koji prolazi tijelom kaotičan. Ova vrsta protoka je sposobna za uvelike smanjiti brzinu kojom se tijelo kreće kroz ovaj medij, sličan slučaju kada plivač pokušava plivati protiv struje uzburkane rijeke.
površinski otpor
Površinski otpor je ona sila uzrokovana premještanjem tijela smjersuprotan tekućini. Nastaje zahvaljujući kontaktu između tekućine i tijela, kroz neposredni kontaktni sloj na njegovoj površini.
Ova vrsta otpora nastaje zbog hrapavosti površine tijela koja se kreće u tekućini, jer sama hrapavost daje a područjeukontaktveće između oba.
Površinsko povlačenje je široko istraženo u profesionalna plivačka natjecanja, što se koristi odjećaglatko, nesmetano, sposoban znatno smanjiti otpor tekućine dok se plivač kreće u tekućem mediju.
Izgledtakođer: Kako se pojavljuje fenomen konvekcije i kako on djeluje
povlačenje oblika
Povlačenje oblika proizlazi iz a razlikau pritisak između različitih dijelova tijela koji se kreću kroz tekućinu.
Kad se tijelo kreće dovoljno velikom brzinom kroz tekućinu, odmah iza nje a turbulentna regija, čiji je tlak manji od tlaka ispred tijela. Ova razlika tlaka rezultira a opterećenjesuprotnopremaosjećajpokreta tijela.
Kako bi se smanjio površinski otpor, uvlače se predmeti koji su dizajnirani za putovanje u tekućinama aerodinamični oblici, a ovaj se uvjet dobiva kada je područje tijela okomito na tok linija tekućina.
Izgledtakođer: Toplinska ravnoteža - naučite izračunavati temperaturu ravnoteže
povlačenje vala
Povlačenje valova događa se samo kad se bilo koje tijelo pomakne blizu površine vode, kao kada plivači gurnutivoda dolje, biti gurnuozagore, ali i izgubiti dio svog kinetička energija zbog "barijere" vode koja se stvara ispred nje.
Sljedeći bi primjer bio brod koji u pokretu tvori valove povlačenja ispred pramca. Povlačenje valova se ne događa kada se tijela kreću potpuno uronjena u vodu.
Formula sile povlačenja
Provjerite formulu koja se koristi za izračunavanje sile vučenja:
Ç - koeficijent otpora
ρ - gustoća fluida (kg / m³)
THE - područje tijela poprečno na dinamičke linije fluida (m²)
v - brzina tijela (m / s)
Formula povezuje silu vučenja sa gustoća sredine, površina presjeka tijela i kvadrat brzine tog tijela, ali se odnosi i na koeficijent otpora C - bezdimenzijska veličina koja izravno ovisi o obliku predmeta, na primjer u slučaju sfernih objekata. Koeficijent otpora je jednak 0,5.
Izgledtakođer: Otkrića fizike koja su se dogodila nesrećom
brzina terminala
Kada objekt značajne veličine padne s velike visine, sila vuče uravnotežuje se snagom Težina predmeta. Na taj način rezultirajuća sila na objekt postaje nula i nastavlja se kretati ravno, konstantnom brzinom, u skladu s Newtonov 1. zakon, zakon tromosti.
Brzina kojom objekt pada u tlo nakon što je pušten u zrak, naziva se brzinaterminal, može se izračunati pomoću sljedećeg izraza, napomena:
Izgledtakođer:Kako riješiti Newtonove vježbe zakona
Riješene vježbe na silu vuče
Pitanje 1) Sferni objekt (C = 0,5) s površinom presjeka 7,0 cm² (7.0.10-4 m²) putuje zrakom brzinom od 10,0 m / s. Znajući da je gustoća zraka približno 1,0 kg / m³ i da je gustoća predmeta 800 kg / m³, odredite veličinu sile vuče na tom objektu.
a) 0,750 N
b) 0,0550 N
c) 0,0175 N
d) 0,2250 N
e) 0,5550 N
Predložak: Slovo C
Razlučivost:
Vježba traži da izračunamo intenzitet sile vuče, da bismo to učinili, samo zamijenimo podatke navedene u formuli, imajte na umu:
Pitanje 2) Pregledajte izjave o sili povlačenja, a zatim označite ispravnu alternativu:
I - Sila vučenja proporcionalna je kvadratu brzine tijela.
II - Što je veća gustoća medija, to je veći intenzitet sile vučenja koje vrši tijelo koje ga prelazi.
III - Krajnja brzina tijela koja se kreće u fluidnom mediju ne ovisi o masi objekta.
Oni su pravi:
a) Samo ja
b) I i II
c) I, II i III
d) Samo II
e) II i III
Predložak: Slovo B
Rješenje:
Ispravne alternative su I i II. Što se tiče alternative II, gustoća medija je izravno proporcionalna sili vuče, pa je ispravna alternativa slovo b.
Pitanje 3) Tijelo mase m oslobađa se s određene visine u odnosu na tlo, u regiji u kojoj su prisutni atmosferski plinovi, koji potpadaju pod utjecaj njegove težine i sile otpora zraka. Drugo tijelo, istog oblika i veličine, ali četiri puta veće mase, bačeno je s iste visine pod istim uvjetima. Odredite odnos između krajnje brzine drugog tijela (v ') i krajnje brzine prvog tijela (v).
a) v '= 3v
b) v '= v / 4
c) v '= 4v
d) v '= v / 2
e) v '= 16v
Predložak: Slovo C
Rješenje:
Budući da je masa drugog tijela četiri puta veća od mase prvog tijela, a krajnja brzina ovisi o kvadratni korijen mase, krajnja brzina tijela koja je četverostruko veća od mase bit će dvostruko veća, tj.: v '= 4v.
Napisao Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike