드래그는 마찰력을 통해 발생하는 마찰 몸과 체액 사이. 이 힘은 신체의 표면에 평행 한 방향으로 작용하며, 많은 경우 신체가 유체에 대해 이동하는 속도의 제곱에 비례합니다.
항력이란 무엇입니까?
항력에는 세 가지 유형이 있습니다.이 힘을 표면 항력, 모양 끌기 과 웨이브 드래그.
일반적으로 항력, 또한 ~으로 알려진 저항의체액, 너무 많이 될 수 있습니다 공기 역학 처럼 유체 역학, 신체가 각각 기체 및 액체 매체에서 움직이는 경우.
대부분의 경우 항력은 속도의 제곱에 비례움직이는 환경과 관련된 신체의,뿐만 아니라 직접 유체 라인의 흐름에 횡단하는 신체의 면적에 비례합니다.
이러한 요소 외에도 신체의 모양은 항력이 작용하는 방식을 크게 변경할 수 있으며, 모두 유체 라인의 흐름에 따라 달라집니다. 나중에 우리는 그들이 무엇인지 설명 할 것입니다.
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유체 라인
유체 라인은 항력을 이해하는 데 사용되는 기능. 이것은 유체 동적 선이라고도하는 기하학적 구조입니다. 그들은 유체 층이 어떻게 움직이는지를 나타냅니다.
유체 역학 라인이있는 경우 겹침 과 평행, 유체 흐름은 층류이며 그 위로 이동하는 몸체에 거의 항력이 가해지지 않습니다. 이 경우 유체의 층 사이에 마찰 만 있기 때문에 점도.
유체 역학 선이 서로 평행하지 않을 때 우리는 신체를 통한 유체의 흐름이 혼란. 이러한 유형의 흐름은 몸이 움직이는 속도를 크게 줄입니다. 이 매체를 통해 수영하는 사람이 격렬한 강의 흐름에 맞서 수영을 시도하는 경우와 비슷합니다.
표면 항력
표면 항력은 물체를 안으로 움직일 때 발생하는 힘입니다. 방향반대말 유체에. 그것은 표면의 즉각적인 접촉 층을 통해 유체와 신체 사이의 접촉으로 인해 발생합니다.
이러한 유형의 항력은 유체에서 움직이는 신체 표면의 거칠기 때문에 발생합니다. 거칠기 자체가 지역에접촉더 크게 둘 사이.
표면 드래그는 전문 수영 대회, 사용되는 것 천부드러운, 수영자가 액체 매체에서 움직이는 동안 유체 저항을 상당히 줄일 수 있습니다.
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모양 끌기
모양 끌기는 차에 압력 유체를 통해 움직이는 신체의 다른 부분 사이.
신체가 유체를 통해 충분히 빠른 속도로 움직일 때 바로 뒤에서 난류 영역, 그 압력은 신체 앞의 압력보다 낮습니다. 이 압력 차이로 인해 견인반대로~로감각몸의 움직임.
표면 항력을 줄이기 위해 유체에서 이동하도록 설계된 물체는 공기 역학적 모양 이며이 조건은 선의 흐름에 수직 인 몸체의 면적이 줄어들 때 얻어집니다. 체액.
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웨이브 드래그
파도 끌기는 몸이 움직일 때만 발생합니다. 수면 근처, 수영 할 때 푸시물 아래로, 존재 밀었다...에 대한쪽으로, 또한 귀하의 운동 에너지 그 앞에 형성되는 물의 "장벽"때문입니다.
또 다른 예는 우주선이 움직일 때 활 앞에서 항력 파를 형성하는 것입니다. 물체가 물에 완전히 잠기면 파도 항력이 발생하지 않습니다.
항력 공식
항력을 계산하는 데 사용 된 공식을 확인하십시오.
씨 – 항력 계수
ρ – 유체 밀도 (kg / m³)
그만큼 – 유체 역학 선을 가로 지르는 신체 면적 (m²)
V – 신체 속도 (m / s)
이 공식은 항력을 밀도 중간, 몸의 단면적과 그 몸의 속도의 제곱이지만 그것은 또한 항력 계수 C — 예를 들어 구형 물체의 경우 물체의 모양에 직접적으로 의존하는 무 차원 양. 항력 계수는 0.5와 같음.
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터미널 속도
상당한 크기의 물체가 높은 높이에서 떨어질 때 항력은 힘과 균형을 이룹니다. 무게 개체의. 이런 식으로 물체에 가해지는 힘은 무효가되며, 다음과 같이 일정한 속도로 직선 경로로 계속 이동합니다. 뉴턴의 제 1 법칙, 관성의 법칙.
물체가 공중으로 방출 된 후 땅에 닿는 속도를 속도단말기, 다음 표현식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 참고 :
보기또한:뉴턴의 법칙 연습 문제를 해결하는 방법
항력에 대한 해결 된 연습
질문 1) 단면적이 7.0cm² (7.0.10) 인 구형 물체 (C = 0.5)-4 m²)는 10.0 m / s의 속도로 공기를 통해 이동합니다. 공기의 밀도가 약 1.0kg / m³이고 물체의 밀도가 800kg / m³임을 알고 해당 물체에 대한 항력의 크기를 결정합니다.
a) 0.750 N
b) 0.0550 N
c) 0.0175 N
d) 0.2250 N
e) 0.5550 N
주형: 문자 C
해결:
이 연습에서는 항력 강도를 계산하도록 요청합니다. 이렇게하려면 공식에 제공된 데이터를 대체하고 다음을 관찰하십시오.
질문 2) 항력에 대한 설명을 검토 한 다음 올바른 대안을 선택하십시오.
I-항력은 신체 속도의 제곱에 비례합니다.
II-매체의 밀도가 클수록 매체를 가로 지르는 물체에 의해 가해지는 항력의 강도가 커집니다.
III-유체 매체에서 움직이는 물체의 최종 속도는 물체의 질량에 의존하지 않습니다.
그들은 진실:
a) 나만
b) I 및 II
c) I, II 및 III
d) II 만
e) II 및 III
주형: 문자 B
해결:
올바른 대안은 I와 II입니다. 대안 II와 관련하여 매체의 밀도는 항력에 정비례하므로 올바른 대안은 문자 b입니다.
질문 3) 질량 m의 몸체는 대기 가스가 존재하는 지역에서지면과 관련하여 특정 높이에서 방출되어 무게와 공기의 항력의 영향을받습니다. 모양과 크기는 같지만 질량의 4 배인 두 번째 몸체는 같은 조건에서 같은 높이에서 떨어집니다. 두 번째 몸체의 끝 속도 (v ')와 첫 번째 몸체의 끝 속도 (v) 사이의 관계를 결정합니다.
a) v '= 3v
b) v '= v / 4
c) v '= 4v
d) v '= v / 2
e) v '= 16v
주형: 문자 C
해결:
두 번째 몸체의 질량은 첫 번째 몸체의 질량의 4 배이고 최종 속도는 질량의 제곱근, 질량의 4 배인 물체의 최종 속도는 두 배가됩니다. 즉: v '= 4v.
작성자: Rafael Hellerbrock
물리학 교사
