V-kosmose.com

Лобовое сопротивление

Физика > Лобовое сопротивление

Лобовое сопротивление – сила, возникающая в объектах, перемещающихся в жидкостях. Она пропорциональна квадрату скорости.

Задача обучения

  • Связать величину лобового сопротивления со скоростью объекта.

Основные пункты

  • Объекты, перемещающиеся сквозь жидкость, ощущают силу, которая сопротивляется их движению.
  • Лобовое сопротивление пропорционально квадрату скорости объекта относительно жидкости.
  • Уравнение – Fd = ½ CpAv2 (С – константа, p – плотность жидкости, А – площадь поверхности в направлении движения).

Термин

  • Жидкость – любое вещество, способное течь с относительной легкостью и может принимать форму своего контейнера или подчиняться принципу Бернулли (жидкость, газ или плазма).

В повседневной жизни можно встретить интересную силу – лобовое сопротивление. Она возникает, когда объект перемещается в жидкости или газе. Достаточно почувствовать сопротивление, просто поводив рукой по воде или помахав против сильного ветра. Чем быстрее двигаетесь, тем сложнее становится. Но сопротивление можно уменьшить, если водить не ладонью, а повернуть ребром (вы сократите площадь поверхности).

В гоночных автомобилях и прочих транспортных средствах аэродинамическая форма имеет решающее значение для достижения максимально возможной скорости. По форме напоминают пулю с коническими ребрами

В гоночных автомобилях и прочих транспортных средствах аэродинамическая форма имеет решающее значение для достижения максимально возможной скорости. По форме напоминают пулю с коническими ребрами

Лобовое сопротивление всегда вступает в конфронтацию с движением. Оно пропорционально определенной функции скорости объекта в жидкости. Это сложный процесс и зависит от размера, формы и скорости объекта, а также среды. У аэродинамических объектов наблюдается небольшие поверхностные участки и малый коэффициент сопротивления.

Для крупных объектов, вроде велосипедов и машин, коэффициент лобового столкновения выступает пропорциональным квадрату скорости объекта. Это можно записать как Fd ∝ v2. Если не забывать о других факторах, то имеем Fd = ½ CpAv2 (С – коэффициент сопротивления, А – площадь поперечного сечения, p – плотность жидкости).