Sådan beregnes Drag Force

Alle er intuitivt fortrolige med begrebet dragkraft. Når du viger gennem vand eller cykler, bemærker du, at jo mere arbejde du udøver, og jo hurtigere du bevæger dig, desto mere modstand kommer du fra det omgivende vand eller luft, der begge betragtes som væsker fra fysikere. I mangel af trækstyrker kan verden blive behandlet til 1.000 fods hjemløb i baseball, meget hurtigere verdensrekord i sporet og biler med overnaturlige brændstoføkonomiske niveauer.

Træk styrkerne, er restriktive snarere end fremdrivende, er ikke så dramatiske som andre naturlige kræfter, men de er kritiske inden for maskinteknik og beslægtede discipliner. Takket være matematisk indstillede forskeres indsats er det muligt at ikke kun identificere trækstyrker i naturen, men også at beregne deres numeriske værdier i forskellige dagligdags situationer.

Drag Force Equation

Tryk i fysik defineres som kraft pr. Arealareal: P = F /A. Ved at bruge "D" til at repræsentere trækkraft specifikt, kan denne ligning omstilles til D = CPA, hvor C er en proportionalitetskonstant, som varierer fra objekt til objekt. Trykket på et objekt, som bevæger sig gennem et fluidum, kan udtrykkes som (1/2) pv ^{2, hvor p (det græske bogstav rho) er væskens densitet og v er objektets hastighed. > Derfor er D = (1/2) (C) (ρ) (v 2) (A).}

Bemærk flere konsekvenser af denne ligning: Trækstyrken stiger i direkte forhold til densitet og overfladeareal, og det stiger med kvadratet af hastigheden. Hvis du kører 10 miles i timen, oplever du fire gange den aerodynamiske træk, som du gør ved 5 miles i timen, med alt andet holdes konstant.

Træk kraft på et faldende objekt

En af bevægelsesligningerne for et objekt i frit fald fra klassisk mekanik er v = v _{0 + at. I det er v = hastighed ved tid t, v 0 starthastighed (normalt nul), a er acceleration på grund af tyngdekraften (9,8 m /s ^{2 på jorden), og t er gået tid i sekunder. Det er klart at et objekt, der faldt fra en stor højde, ville falde i stigende hastighed, hvis denne ligning var strengt sand, men det er ikke fordi det forsømmer trækkraft.}}

Når summen af ​​kræfterne At handle på et objekt er nul, det er ikke længere accelereret, selvom det kan bevæge sig med høj, konstant hastighed. Således opnår en skydiver sin hendes terminalhastighed, når trækkraften er lig med tyngdekraften. Hun kan manipulere dette gennem hendes kropsstilling, hvilket påvirker A i trækækningen. Terminalhastighed er omkring 120 miles i timen.

Træk styrken på en svømmer

Konkurrencefulde svømmere står over for fire forskellige kræfter: Tyngdekraft og opdrift, som modvirker hinanden i et lodret plan og trækker og fremdriv , som virker i modsatte retninger i et vandret plan. Faktisk er fremdrivningskraften ikke mere end en trækkraft anvendt af svømmerens fødder og hænder for at overvinde vandets trækkraft, som som du sandsynligvis har antydet, er betydeligt større end luftens. > Indtil 2010 fik olympiske svømmere tilladelse til at bruge specielt aerodynamiske dragter, der kun havde eksisteret i et par år. Svømningens styrende organ forbyder dragterne, fordi deres virkning var så udtalt, at verdensrekorderne blev brudt af atleter, der ellers var unremarkable (men stadig i verdensklasse) uden dragterne.