Sådan beregnes Drag Force

Alle er intuitivt fortrolige med begrebet trækkraft. Når du vader gennem vand eller kører på en cykel, bemærker du, at jo mere arbejde du udøver, og jo hurtigere du bevæger dig, jo mere modstand får du fra det omgivende vand eller luft, som begge betragtes som væsker af fysikere. I mangel af trækkræfter kan verden blive behandlet med 1.000-fods hjemmekørsler i baseball, meget hurtigere verdensrekorder i friidræt og biler med overnaturlige niveauer af brændstoføkonomi.

Trækstyrker, der er restriktive snarere end fremdrivende, er ikke så dramatiske som andre naturkræfter, men de er kritiske inden for maskinteknik og beslægtede discipliner. Takket være indsatsen fra matematiske sindede videnskabsmænd er det muligt ikke kun at identificere trækræfter i naturen, men også at beregne deres numeriske værdier i forskellige hverdagssituationer.
Drag Force Ligningen

Tryk, i fysik er defineret som kraft pr. enhedsareal: P \u003d F /A. Ved at bruge "D" til specifikt at repræsentere trækraft, kan denne ligning omarrangeres til D \u003d CPA, hvor C er en konstant af proportionalitet, der varierer fra objekt til objekt. Trykket på et objekt, der bevæger sig gennem en væske, kan udtrykkes som (1/2) ρv ^{2, hvor ρ (det græske bogstav rho) er væskens densitet og v er objektets hastighed.}

Derfor er D \u003d (1/2) (C) (ρ) (v ^{2) (A).}

Bemærk flere konsekvenser af denne ligning: Dragkraften stiger i direkte forhold til densitet og overfladeareal, og det stiger med kvadratet for hastigheden. Hvis du kører med 10 miles i timen, oplever du fire gange det aerodynamiske træk, som du gør med 5 miles i timen, med alt andet holdt konstant.
Drag Force på et faldende objekt

En af de ligninger af bevægelse for et objekt i frit fald fra klassisk mekanik er v \u003d v _{0 + ved. I det er v \u003d hastighed på tidspunktet t, v 0 den oprindelige hastighed (normalt nul), a er acceleration på grund af tyngdekraften (9,8 m /s ^{2 på Jorden), og t er forløbet tid i sekunder. Det er tydeligt med et øjeblik, at et objekt, der faldt fra en stor højde, ville falde med en stadig stigende hastighed, hvis denne ligning var strengt sandt, men det er ikke fordi den forsømmer dragkraft.}}

Når summen af kræfterne at handle på et objekt er nul, det accelererer ikke længere, selvom det muligvis bevæger sig med en høj, konstant hastighed. En skydiver når således sin terminale hastighed, når trækkraft er lig med tyngdekraften. Hun kan manipulere dette gennem sin kropsholdning, der påvirker A i trækligningen. Terminalhastighed er omkring 120 miles i timen.
Drag Force på en svømmer

Konkurrencedygtige svømmere står over for fire forskellige kræfter: tyngdekraft og opdrift, som modvirker hinanden i et lodret plan og træk og fremdrift, der virker i modsatte retninger i et vandret plan. Faktisk er fremdrivningskraften intet andet end en trækraft, der påføres af svømmerens fødder og hænder for at overvinde vandets trækraft, som, som du sandsynligvis har antaget, er væsentligt større end luftens styrke.

Indtil 2010 fik olympiske svømmere lov til at bruge specielt aerodynamiske dragter, der kun havde eksisteret i nogle få år. Svømmedes styrende organ forbød jakkesæt, fordi deres virkning var så udtalt, at verdensrekorder blev brudt af atleter, der ellers var unremarkable (men stadig i verdensklasse) uden jakkesæt.