抗力は を介して発生する摩擦力 摩擦 体と体液の間。 この力は、体の表面に平行な方向に作用し、多くの場合、体が流体に対して移動する速度の2乗に比例します。
抗力とは何ですか？
抗力には3つの異なるタイプがあり、これらの力はと呼ばれます 表面抗力, 形状抗力 そして 波の抗力.
一般的に、 抗力、 としても知られている 抵抗の体液、 そんなに多くのことができます 空力 お気に入り 流体力学、 体が気体媒体と液体媒体でそれぞれ移動する場合。
抗力は、ほとんどの場合、 速度の2乗に比例しますそれが動く環境に関連した体の、だけでなく直接 流体ラインの流れを横切る体の面積に比例します。
これらの要因に加えて、ボディの形状は、抗力がボディに作用する方法を大幅に変更することができます。これらはすべて、流体ラインの流れに依存します。 それらが何であるかは後で説明します。
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流体ライン
流体ラインは 抗力の理解を容易にするために使用される機能. これらは、流体力学線とも呼ばれる幾何学的構造です。 それらは、流体の層がどのように動くかを示します。
流体力学線が 重複 そして 平行、 流体の流れは層流であり、その上を移動する物体にかかる抗力はごくわずかです。 この場合、流体の層間には摩擦しかありません。 粘度.
流体力学線が互いに平行でない場合、体を通過する流体の流れは次のようになります。 混沌としました。 このタイプのフローは可能です 体が動く速度を大幅に下げる この媒体を通して、スイマーが乱流の川の流れに逆らって泳ごうとする場合に似ています。
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表面抗力
表面抗力は、物体を動かすことによって引き起こされる力です。 方向反対 流体に。 それは、その表面の直接の接触層を介した、流体と体との間の接触のおかげで発生します。
このタイプの抗力は、流体内を移動する体表面の粗さのために発生します。これは、粗さ自体が 範囲に連絡先より大きい 両方の間。
表面の引きずりはで広く探求されています プロの水泳大会、何が使われているのか 服スムーズ、 スイマーが液体媒体中で移動する間、流体の抗力を大幅に減らすことができます。
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形状抗力
形状の抗力は、 差に 圧力 流体の中を移動する体のさまざまな部分の間。
体が流体の中を十分に速く動くとき、 乱流領域、その圧力は体の前の圧力よりも低いです。 この圧力差により、 引っ張る逆ににセンス体の動きの。
表面の抗力を減らすために、流体中を移動するように設計されたオブジェクトが引き込まれます 空力形状、およびこの条件は、の線の流れに垂直な体の領域が 体液。
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波の抗力
波の抗力は、体が動いたときにのみ発生します 水面近く、水泳選手のように 押す水が下がる、 であること プッシュにとってアップ、 だけでなく、あなたの一部を失う 運動エネルギー その前に形成される水の「障壁」のためです。
別の例は、動いているときに船首の前で抗力波を形成する船です。 物体が完全に水に浸かって移動する場合、波の抗力は発生しません。
抗力の式
抗力の計算に使用される式を確認してください。
Ç –抗力係数
ρ –流体密度（kg /m³）
THE –流体力学線を横切る体の面積（m²）
v –体速（m / s）
この式は、抗力を 密度 真ん中の、体の断面積とその体の速度の二乗ですが、それはまた、 抗力係数C —たとえば球形のオブジェクトの場合、オブジェクトの形状に直接依存する無次元量。 抗力係数は 0.5に等しい.
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終端速度
かなりのサイズのオブジェクトが大きな高さから落下すると、抗力は力と釣り合います 重量 オブジェクトの。 このようにして、結果として生じるオブジェクトへの力はヌルになり、オブジェクトは、次のように、一定の速度で直線経路を移動し続けます。 ニュートンの第1法則、慣性の法則。
物体が空中に放出された後、地面にぶつかる速度。 速度ターミナル、 次の式を使用して計算できます。注：
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抗力に関する解決済みの演習
質問1） 断面積が7.0cm²（7.0.10）の球形のオブジェクト（C = 0.5）-4 m²）は10.0 m / sの速度で空中を移動します。 空気の密度が約1.0kg /m³であり、物体の密度が800kg /m³であることを知って、その物体にかかる抗力の大きさを決定します。
a）0.750 N
b）0.0550 N
c）0.0175 N
d）0.2250 N
e）0.5550 N
テンプレート：文字C
解決:
この演習では、抗力の強さを計算するように求められます。そのためには、数式で通知されたデータを置き換えるだけで、次のことを確認してください。
質問2） 抗力に関する記述を確認してから、正しい代替案にチェックマークを付けます。
I-抗力は体の速度の2乗に比例します。
II-媒体の密度が高いほど、媒体を横切る物体によって加えられる抗力の強度が大きくなります。
III-流体媒体内を移動する物体の終端速度は、オブジェクトの質量に依存しません。
彼らです true:
a）私だけ
b）IおよびII
c）I、IIおよびIII
d）IIのみ
e）IIおよびIII
テンプレート： 文字B
解決：
正しい選択肢はIとIIです。 代替案IIに関連して、媒体の密度は抗力に正比例するため、正しい代替案は文字bです。
質問3） 質量mの物体は、大気ガスが存在する領域で、地面に対して特定の高さから放出され、その重量と空気の抗力の影響を受けます。 同じ形状とサイズで、質量が4倍の、同じ条件で同じ高さから落下する2番目のボディ。 2番目の物体の終端速度（v '）と最初の物体の終端速度（v）の関係を決定します。
a）v '= 3v
b）v '= v / 4
c）v '= 4v
d）v '= v / 2
e）v '= 16v
テンプレート：文字C
解決：
2番目の物体の質量は最初の物体の質量の4倍であり、終端速度は 質量の平方根、つまり4倍の質量の物体の終端速度は、2倍の大きさになります。つまり、v '= 4v。
RafaelHellerbrock著
物理の先生
