Tempimas yra trinties jėga, kylanti per trintis tarp kūno ir skysčio. Ši jėga veikia lygiagrečiai kūno paviršiui ir daugeliu atvejų yra proporcinga kūno judėjimo greičio kvadratui skysčio atžvilgiu.
Kas yra traukos jėga?
Yra trys skirtingos pavaros jėgos, šios jėgos yra vadinamos paviršiaus tempimas, formos tempimas ir bangos tempimas.
Apskritai, tempimo jėga, taip pat žinomas kaip pasipriešinimasapieskystis, tiek daug gali būti aerodinamika Kaip hidrodinamika, tais atvejais, kai kūnas juda atitinkamai dujinėse ir skystose terpėse.
Daugeliu atvejų pasipriešinimas yra proporcingas greičio kvadratuikūno, palyginti su aplinka, kurioje jis juda, bet ir tiesiogiai proporcingas kūno plotui, skersai skysčio linijų srautui.
Be šių veiksnių, kūno forma gali labai pakeisti tai, kaip jį veikia traukos jėga, ir viskas priklauso nuo to, kaip teka skysčio linijos. Vėliau paaiškinsime, kokie jie yra.
Pažiūrėktaip pat: Viskas, ką reikia žinoti apie hidrostatiką
skysčių linijos
skysčio linijos yra ypatybės, naudojamos palengvinti vilkimo jėgų supratimą. Tai yra geometrinės konstrukcijos, dar vadinamos skysčio dinaminėmis linijomis. Jie nurodo, kaip juda skysčio sluoksniai.
Tuo atveju, kai yra skysčio dinaminės linijos sutampa ir lygiagrečiai, skysčio srautas yra laminarinis ir per jį judančiam kūnui daroma labai maža pasipriešinimo jėga. Šiuo atveju tarp skysčio sluoksnių yra tik trintis, todėl mes sakome, kad jis turi tik klampumas.
Kai skysčio dinaminės linijos nėra lygiagrečios viena kitai, mes sakome, kad skysčio srautas, einantis per kūną, yra chaotiškas. Šio tipo srautas yra pajėgus labai sumažinti kūno judėjimo greitį per šią terpę, panašią į atvejį, kai plaukikas bando plaukti prieš audringos upės srovę.
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
paviršiaus tempimas
Paviršiaus pasipriešinimas yra jėga, kurią sukelia kūno judėjimas kryptispriešingas prie skysčio. Jis atsiranda dėl skysčio ir kūno kontakto per tiesioginį kontakto sluoksnį ant jo paviršiaus.
Šio tipo pasipriešinimas atsiranda dėl skysčio judančio kūno paviršiaus šiurkštumo, nes pats šiurkštumas suteikia a srityjeįkontaktasdidesnis tarp abiejų.
Paviršiaus tempimas plačiai ištirtas profesionalaus plaukimo varžybos, kas naudojama drabužiailygus, gali žymiai sumažinti skysčio pasipriešinimą, kai plaukikas juda skystoje terpėje.
Pažiūrėktaip pat: Kaip vyksta konvekcijos reiškinys ir kaip jis veikia
formos tempimas
Formos pasipriešinimas atsiranda dėl a skirtumasį spaudimas tarp skirtingų kūno dalių, judančių skysčiu.
Kai kūnas juda pakankamai dideliu greičiu per skystį, tiesiai už jo a audringas regionas, kurio slėgis yra mažesnis nei slėgis priešais kūną. Dėl šio slėgio skirtumo a vilkitepriešingaiįprasmekūno judesio.
Siekiant sumažinti paviršiaus pasipriešinimą, traukiami objektai, skirti važiuoti skysčiais aerodinaminių formų, ir ši sąlyga gaunama, kai kūno plotas yra statmenas linijų srautui. skystis.
Pažiūrėktaip pat: Terminė pusiausvyra - išmokti apskaičiuoti pusiausvyros temperatūrą
bangos tempimas
Bangų pasipriešinimas atsiranda tik tada, kai juda bet kuris kūnas netoli vandens paviršiaus, kaip ir plaukikams stumtivanduo žemyn, esamas nustumtasdėlaukštyn, bet ir prarandate dalį savo kinetinė energija dėl priešais susidariusio vandens „barjero“.
Kitas pavyzdys galėtų būti laivas, kuris, judėdamas, priešais savo lanką formuoja traukos bangas. Bangų pasipriešinimas nevyksta, kai kūnai juda visiškai panardinti į vandenį.
Vilkite jėgos formulę
Patikrinkite formulę, naudojamą vilkimo jėgai apskaičiuoti:
Ç - pasipriešinimo koeficientas
ρ - skysčio tankis (kg / m³)
- kūno plotas, skersinis skysčio dinaminėms linijoms (m²)
v - kūno greitis (m / s)
Formulė sieja traukos jėgą su tankis vidurio, kūno skerspjūvio ploto ir to kūno greičio kvadrato, tačiau tai taip pat nurodo pasipriešinimo koeficientas C - bevielis dydis, kuris tiesiogiai priklauso nuo objekto formos, pavyzdžiui, sferinių objektų atveju. Pasipriešinimo koeficientas yra lygus 0,5.
Pažiūrėktaip pat: Fizikos atradimai, įvykę atsitiktinai
terminalo greitis
Kai reikšmingo dydžio objektas nukrenta iš didelio aukščio, traukos jėga subalansuojama su jėga Svoris objekto. Tokiu būdu susidariusi objekto jėga tampa nulinė ir ji tęsia savo judėjimą tiesiu keliu, pastoviu greičiu, 1-asis Niutono dėsnis, inercijos dėsnis.
Greitis, kuriuo objektas patenka į žemę, išleistas į orą, vadinamas greitisterminalas, galima apskaičiuoti naudojant šią išraišką, pastaba:
Pažiūrėktaip pat:Kaip išspręsti Niutono dėsnio pratimus
Išspręsta jėgos jėgos pratimai
Klausimas 1) Sferinis objektas (C = 0,5), kurio skerspjūvio plotas yra 7,0 cm² (7,0.10-4 m²) oru skrieja 10,0 m / s greičiu. Žinodami, kad oro tankis yra maždaug 1,0 kg / m³ ir objekto tankis yra 800 kg / m³, nustatykite to objekto pasipriešinimo jėgos dydį.
a) 0,750 N
b) 0,0550 N
c) 0,0175 N
d) 0,2250 N
e) 0,5550 N
Šablonas: C raidė
Rezoliucija:
Pratyboje prašoma apskaičiuoti pasipriešinimo jėgos intensyvumą, kad tai padarytume, tiesiog pakeiskite formulėje pateiktus duomenis, atkreipkite dėmesį:
2 klausimas) Peržiūrėkite teiginius apie pasipriešinimo jėgą ir pažymėkite teisingą alternatyvą:
I - Tempimo jėga yra proporcinga kūno greičio kvadratui.
II - Kuo didesnis terpės tankis, tuo didesnis ją kertančio kūno veikiamos jėgos intensyvumas.
III - skysčio terpėje judančio kūno galinis greitis nepriklauso nuo objekto masės.
Jie yra tiesa:
a) Tik aš
b) I ir II
c) I, II ir III
d) Tik II
e) II ir III
Šablonas: B raidė
Rezoliucija:
Teisingos alternatyvos yra I ir II. Kalbant apie II alternatyvą, terpės tankis yra tiesiogiai proporcingas pasipriešinimo jėgai, todėl teisinga alternatyva yra b raidė.
3 klausimas M masės kūnas išleidžiamas iš tam tikro aukščio žemės atžvilgiu, tame regione, kur yra atmosferos dujų, krentantį dėl jo svorio ir oro pasipriešinimo jėgos. Antras tos pačios formos ir dydžio kūnas, bet keturis kartus didesnis už masę, tomis pačiomis sąlygomis nuleidžiamas iš to paties aukščio. Nustatykite santykį tarp antrojo kūno galinio greičio (v ') ir pirmojo kūno galinio greičio (v).
a) v '= 3v
b) v '= v / 4
c) v '= 4v
d) v '= v / 2
e) v '= 16v
Šablonas: C raidė
Rezoliucija:
Kadangi antrojo kūno masė yra keturis kartus didesnė už pirmo kūno masę, o galinis greitis priklauso nuo kvadratinė masės šaknis, keturis kartus masyvesnis kūno greitis bus dvigubai didesnis, ty: v '= 4v.
Autorius Rafaelis Hellerbrockas
Fizikos mokytoja
