Tragerea este o forța de frecare care apare prin frecare între corp și fluid. Această forță acționează într-o direcție paralelă cu suprafața corpului și, în multe cazuri, este proporțională cu pătratul vitezei cu care corpul se mișcă față de fluid.
Ce este forța de tragere?
Există trei tipuri diferite de forțe de tragere, aceste forțe sunt numite tragere de suprafață, trageți de formă și trage de val.
În termeni generali, forța de tragere, de asemenea cunoscut ca si rezistenţădefluid, atât de mult poate fi aerodinamica ca hidrodinamică, pentru cazurile în care corpul se mișcă în mediu gazos și, respectiv, lichid.
Dragul este, în majoritatea cazurilor, proporțional cu pătratul vitezeia corpului în raport cu mediul în care se mișcă, dar și direct proporțional cu aria corpului transversală cu fluxul liniilor de fluid.
În plus față de acești factori, forma corpului este capabilă să modifice foarte mult modul în care acționează forța de tracțiune asupra acestuia, toate acestea depinzând de modul în care curg liniile de fluid. Mai târziu, vom explica ce sunt acestea.
Uitede asemenea: Tot ce trebuie să știți despre hidrostatice
linii fluide
liniile fluide sunt caracteristici utilizate pentru a facilita înțelegerea forțelor de tragere. Acestea sunt construcții geometrice, numite și linii dinamice fluide. Acestea indică modul în care straturile unui fluid se mișcă.
În cazul în care sunt liniile dinamice fluide suprapunându-se și paralel, fluxul fluidului este laminar și se exercită foarte puțină forță de tracțiune asupra unui corp care se deplasează peste el. În acest caz, există doar frecare între straturile fluidului, deci spunem că are doar viscozitate.
Când liniile dinamice ale fluidelor nu sunt paralele între ele, spunem că fluxul de fluid prin corp este haotic. Acest tip de flux este capabil de reduce foarte mult viteza cu care se mișcă corpul prin acest mediu, asemănător cazului în care un înotător încearcă să înoate împotriva curentului unui râu turbulent.
Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
tragere de suprafață
Tragerea la suprafață este acea forță cauzată de mutarea unui corp direcţieopus la fluid. Apare datorită contactului dintre fluid și corp, printr-un strat de contact imediat pe suprafața acestuia.
Acest tip de rezistență apare din cauza rugozității unei suprafețe a corpului care se mișcă în fluid, deoarece rugozitatea în sine oferă o zonăîna lua legaturamai mare între amândoi.
Tragerea pe suprafață este explorată pe scară largă în competiții profesionale de înot, ce se folosește haineneted, capabil să reducă considerabil rezistența la fluid în timp ce înotătorul se deplasează în mediu lichid.
Uitede asemenea: Cum apare fenomenul convecției și cum funcționează
trageți de formă
Tragerea de formă rezultă dintr-un diferențăîn presiune între diferite părți ale corpului care se mișcă printr-un fluid.
Când un corp se mișcă cu o viteză suficient de mare printr-un fluid, chiar în spatele acestuia a regiune turbulentă, a cărei presiune este mai mică decât presiunea din fața corpului. Această diferență de presiune are ca rezultat o tragecontrarlasensa mișcării corpului.
Pentru a reduce rezistența la suprafață, sunt atrase obiecte proiectate să circule în fluide forme aerodinamice, iar această condiție se obține atunci când aria corpului care este perpendiculară pe fluxul liniilor este redusă. fluid.
Uitede asemenea: Echilibru termic - învățați să calculați temperatura de echilibru
trage de val
Tragerea valurilor are loc numai atunci când orice corp se mișcă lângă suprafața apei, ca atunci când înotătorii Apăsațiapa jos, fiind împinspentrusus, dar și pierderea unei părți din a ta energie kinetică din cauza „barierei” apei care se formează în fața ei.
Un alt exemplu ar fi o navă, care formează valuri de tracțiune în fața arcului său atunci când este în mișcare. Tragerea valurilor nu are loc atunci când corpurile se mișcă complet scufundate în apă.
Formula forței de tragere
Verificați formula utilizată pentru a calcula forța de tragere:
Ç - coeficient de rezistenta
ρ - densitatea fluidului (kg / m³)
THE - zona corpului transversală la liniile dinamice fluide (m²)
v - viteza corpului (m / s)
Formula leagă forța de tragere cu densitate din mijloc, aria secțiunii transversale a corpului și pătratul vitezei corpului respectiv, dar se referă și la o coeficientul de tragere C - o cantitate adimensională care depinde direct de forma obiectului, în cazul obiectelor sferice, de exemplu. Coeficientul de tragere este egal cu 0,5.
Uitede asemenea: Descoperiri fizice care s-au întâmplat de accident
viteza terminalului
Când un obiect de dimensiuni semnificative cade de la înălțimi mari, forța de tracțiune se echilibrează cu forța Greutate a obiectului. În acest fel, forța rezultată asupra obiectului devine nulă și își continuă mișcarea pe o cale dreaptă, cu viteză constantă, în funcție de Prima lege a lui Newton, legea inerției.
Viteza cu care un obiect lovește solul după ce a fost eliberat în aer, numită vitezăTerminal, poate fi calculat folosind următoarea expresie, nota:
Uitede asemenea:Cum se rezolvă exercițiile de drept ale lui Newton
Exerciții rezolvate privind forța de tragere
Intrebarea 1) Un obiect sferic (C = 0,5) cu o secțiune transversală de 7,0 cm² (7,0.10-4 m²) se deplasează prin aer cu o viteză de 10,0 m / s. Știind că densitatea aerului este de aproximativ 1,0 kg / m³ și că densitatea obiectului este de 800 kg / m³, determinați magnitudinea forței de tracțiune asupra acelui obiect.
a) 0,750 N
b) 0,0550 N
c) 0,0175 N
d) 0,2250 N
e) 0,5550 N
Șablon: Litera C
Rezoluţie:
Exercițiul ne cere să calculăm intensitatea forței de tragere, pentru a face acest lucru, trebuie doar să înlocuiți datele informate în formulă, rețineți:
Intrebarea 2) Examinați afirmațiile despre forța de tragere, apoi bifați alternativa corectă:
I - Forța de tracțiune este proporțională cu pătratul vitezei corpului.
II - Cu cât este mai mare densitatea mediului, cu atât este mai mare intensitatea forței de tracțiune exercitată de un corp care îl traversează.
III - Viteza terminală a unui corp care se mișcă într-un mediu fluid nu depinde de masa obiectului.
Sunt Adevărat:
a) Doar eu
b) I și II
c) I, II și III
d) Doar II
e) II și III
Șablon: Litera B
Rezoluţie:
Alternativele corecte sunt I și II. În ceea ce privește alternativa II, densitatea mediului este direct proporțională cu forța de tracțiune, deci alternativa corectă este litera b.
Întrebarea 3) Un corp de masă m este eliberat de la o anumită înălțime în raport cu solul, într-o regiune în care există prezența gazelor atmosferice, care se încadrează sub efectul greutății sale și al forței de tragere a aerului. Un al doilea corp, de aceeași formă și dimensiune, dar de patru ori mai mare decât masa, este scăpat de la aceeași înălțime în aceleași condiții. Determinați relația dintre viteza terminală a celui de-al doilea corp (v ') și viteza terminală a primului corp (v).
a) v '= 3v
b) v '= v / 4
c) v '= 4v
d) v '= v / 2
e) v '= 16v
Șablon: Litera C
Rezoluţie:
Deoarece masa celui de-al doilea corp este de patru ori mai mare decât masa primului corp, iar viteza terminală depinde de rădăcină pătrată a masei, viteza terminală a corpului care este de patru ori mai masivă va fi de două ori mai mare, adică: v '= 4v.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
