Velciet ir berzes spēks, kas rodas caur berze starp ķermeni un šķidrumu. Šis spēks darbojas virzienā, kas ir paralēls ķermeņa virsmai, un daudzos gadījumos ir proporcionāls ātruma kvadrātam, ar kuru ķermenis pārvietojas attiecībā pret šķidrumu.
Kas ir vilces spēks?
Ir trīs dažādi pretestības spēki, šie spēki tiek saukti virsmas vilkšana, formas vilkšana un vilnis vilkt.
Kopumā vilkšanas spēks, zināms arī kā pretestībagadašķidrums, tik daudz var būt aerodinamika patīk hidrodinamika, gadījumiem, kad ķermenis pārvietojas attiecīgi gāzveida un šķidrā vidē.
Vilkšana vairumā gadījumu ir proporcionāls ātruma kvadrātamķermeņa attiecība pret vidi, kurā tas pārvietojas, bet arī tieši proporcionāls ķermeņa laukumam šķērsām šķidruma līniju plūsmai.
Papildus šiem faktoriem ķermeņa forma spēj ievērojami mainīt veidu, kā pret to iedarbojas pretestības spēks, un tas viss ir atkarīgs no tā, kā plūst šķidruma līnijas. Vēlāk mēs paskaidrosim, kas tie ir.
Skatiesarī: Viss, kas jums jāzina par hidrostatiku
šķidruma līnijas
šķidruma līnijas ir funkcijas, ko izmanto, lai atvieglotu pretestības spēku izpratni. Tās ir ģeometriskas konstrukcijas, sauktas arī par šķidruma dinamiskām līnijām. Tie norāda, kā pārvietojas šķidruma slāņi.
Gadījumā, ja ir šķidruma dinamiskās līnijas pārklājas un paralēli, šķidruma plūsma ir lamināra, un ķermenim, kas pārvietojas virs tā, tiek izdarīts ļoti mazs pretestības spēks. Šajā gadījumā starp šķidruma slāņiem ir tikai berze, tāpēc mēs sakām, ka tam ir tikai viskozitāte.
Kad šķidruma dinamiskās līnijas nav paralēlas viena otrai, mēs sakām, ka šķidruma plūsma caur ķermeni ir haotisks. Šāda veida plūsma ir spējīga ievērojami samazināt ķermeņa kustības ātrumu caur šo nesēju, kas līdzinās gadījumam, kad peldētājs mēģina peldēt pret nemierīgas upes straumi.
virsmas vilkšana
Virsmas pretestība ir spēks, ko izraisa ķermeņa pārvietošana virzienupretēji uz šķidrumu. Tas rodas, pateicoties šķidruma un ķermeņa saskarei, izmantojot tūlītēja kontakta slāni uz tā virsmas.
Šāda veida pretestība rodas ķermeņa virsmas raupjuma dēļ, kas pārvietojas šķidrumā, jo pats raupjums nodrošina a apgabalāiekšākontaktslielāks starp abiem.
Virsmas vilkšana ir plaši pētīta profesionālās peldēšanas sacensības, kas tiek izmantots drēbesgluda, spēj ievērojami samazināt šķidruma pretestību, kamēr peldētājs pārvietojas šķidrā vidē.
Skatiesarī: Kā notiek konvekcijas parādība un kā tā darbojas
formas vilkšana
Formas vilkšana rodas no a atšķirībaiekšā spiediens starp dažādām ķermeņa daļām, kas pārvietojas caur šķidrumu.
Kad ķermenis pārvietojas pietiekami lielā ātrumā caur šķidrumu, tieši aiz tā a nemierīgs reģions, kura spiediens ir mazāks par spiedienu ķermeņa priekšā. Šīs spiediena starpības rezultātā a velcietpretējiuzjēgaķermeņa kustības.
Lai samazinātu virsmas pretestību, tiek ievilkti objekti, kas paredzēti pārvietošanai šķidrumos aerodinamiskās formas, un šis nosacījums tiek iegūts, kad tiek samazināts ķermeņa laukums, kas ir perpendikulārs līniju plūsmai. šķidrums.
Skatiesarī: Termiskais līdzsvars - iemācieties aprēķināt līdzsvara temperatūru
vilnis vilkt
Viļņu vilkšana notiek tikai tad, kad kāds ķermenis pārvietojas netālu no ūdens virsmas, kā tad, kad peldētāji grūstūdens uz leju, būšana uzstūmapriekšuz augšu, bet arī zaudēt daļu no jūsu kinētiskā enerģija tā priekšā esošās ūdens “barjeras” dēļ.
Cits piemērs būtu kuģis, kas kustībā veido priekšgala priekšā priekšgala viļņus. Viļņu pretestība nenotiek, kad ķermeņi pārvietojas pilnīgi iegremdēti ūdenī.
Velciet spēka formulu
Pārbaudiet formulu, kas izmantota vilkšanas spēka aprēķināšanai:
Ç - pretestības koeficients
ρ - šķidruma blīvums (kg / m³)
- ķermeņa platība šķērsām šķidruma dinamiskām līnijām (m²)
v - ķermeņa ātrums (m / s)
Formula saista vilkšanas spēku ar blīvums vidusdaļa, ķermeņa šķērsgriezuma laukums un šī ķermeņa ātruma kvadrāts, bet tas attiecas arī uz pretestības koeficients C - bezizmēra lielums, kas tieši atkarīgs no objekta formas, piemēram, sfērisku objektu gadījumā. Pretestības koeficients ir vienāds ar 0,5.
Skatiesarī: Fizikas atklājumi, kas notika nejauši
termināļa ātrums
Kad ievērojama izmēra objekts nokrīt no liela augstuma, vilces spēks līdzsvarojas ar spēku Svars objekta. Tādā veidā iegūtais spēks uz objektu kļūst nulle un tas turpina kustību taisnā ceļā ar nemainīgu ātrumu, saskaņā ar Ņūtona 1. likums, inerces likums.
Ātrums, kādā objekts ietriecas zemē pēc izlaišanas gaisā, ko sauc par ātrumsterminālis, var aprēķināt, izmantojot šādu izteiksmi, ņemiet vērā:
Skatiesarī:Kā atrisināt Ņūtona likuma vingrinājumus
Atrisināti vingrinājumi par pretestības spēku
Jautājums 1) Sfērisks objekts (C = 0,5) ar šķērsgriezuma laukumu 7,0 cm² (7,0.10-4 m²) pārvietojas pa gaisu ar ātrumu 10,0 m / s. Zinot, ka gaisa blīvums ir aptuveni 1,0 kg / m³ un objekta blīvums ir 800 kg / m³, nosakiet pretestības spēka lielumu uz šo objektu.
a) 0,750 N
b) 0,0550 N
c) 0,0175 N
d) 0,2250 N
e) 0,5550 N
Atsauksmes: C burts
Izšķirtspēja:
Vingrinājumā mums tiek prasīts aprēķināt pretestības spēka intensitāti, lai to izdarītu, vienkārši aizstājiet formulas datus, ievērojiet:
2. jautājums) Pārskatiet apgalvojumus par pretestības spēku un pēc tam atzīmējiet pareizo alternatīvu:
I - vilkšanas spēks ir proporcionāls ķermeņa ātruma kvadrātam.
II - Jo lielāks ir barotnes blīvums, jo lielāka pretestības spēka intensitāte, ko rada ķermenis, kas to šķērso.
III - šķidrā vidē pārvietojoša ķermeņa gala ātrums nav atkarīgs no objekta masas.
Viņi ir taisnība:
a) Tikai es
b) I un II
c) I, II un III
d) Tikai II
e) II un III
Veidne: Burts B
Izšķirtspēja:
Pareizās alternatīvas ir I un II. Attiecībā uz II alternatīvu barotnes blīvums ir tieši proporcionāls pretestības spēkam, tāpēc pareizā alternatīva ir burts b.
3. jautājums M masas ķermenis tiek atbrīvots no noteikta augstuma attiecībā pret zemi, reģionā, kur ir atmosfēras gāzes, un kas ietilpst tā svara un gaisa pretestības spēka ietekmē. Otrs korpuss ar vienādu formu un izmēru, bet četras reizes lielāku masu, vienādos apstākļos tiek nomests no tā paša augstuma. Nosakiet sakarību starp otrā korpusa gala ātrumu (v ') un pirmā ķermeņa gala ātrumu (v).
a) v '= 3v
b) v '= v / 4
c) v '= 4v
d) v '= v / 2
e) v '= 16v
Atsauksmes: C burts
Izšķirtspēja:
Tā kā otrā ķermeņa masa ir četras reizes lielāka par pirmā ķermeņa masu un galīgais ātrums ir atkarīgs no kvadrātveida masas sakne, ķermeņa gala ātrums, kas ir četras reizes masīvāks, būs divreiz lielāks, ti: v '= 4v.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs