Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de kracht die door een vloeistof op een object door vloeistof wordt geëxteerd?

De kracht die wordt uitgeoefend door een vloeistof op een object dat erdoorheen beweegt, staat bekend als vloeibare drag of Drag Force . Deze kracht verzet zich altijd tegen de beweging van het object en wordt beïnvloed door verschillende factoren:

factoren die de sleepkracht beïnvloeden:

* vloeistofdichtheid: Dichtere vloeistoffen oefenen een grotere sleepkracht uit.

* Objectsnelheid: Hoe sneller het object beweegt, hoe groter de sleepkracht.

* Objectvorm en grootte: Objecten met grotere oppervlakken of minder gestroomlijnde vormen ervaren meer slepen.

* vloeistofviscositeit: Meer viskeuze vloeistoffen (zoals honing) creëren meer weerstand, wat resulteert in hogere weerstand.

soorten slepen:

* viskeuze weerstand: Dit type weerstand wordt veroorzaakt door de wrijving tussen de vloeistof en het oppervlak van het object. Het is het meest significant bij lage snelheden.

* Drukweerstand: Dit komt voort uit het drukverschil tussen de voor- en achterkant van het object. Het is dominant met hogere snelheden.

* Vorm drag: Ook bekend als profielweerstand , Dit is de sleepkracht die is gekoppeld aan de vorm van het object. Gestroomlijnde vormen minimaliseren de vormstand van de vorm.

Drag Force berekenen:

De exacte berekening van sleepkracht kan complex zijn, maar een vereenvoudigde vergelijking is:

f_d =1/2 * ρ * v^2 * c_d * a

Waar:

* f_d is de sleepkracht

* ρ is de vloeistofdichtheid

* v is de snelheid van het object

* c_d is de sleepcoëfficiënt (een dimensieloze constante afhankelijk van de vorm van het object)

* a is het geprojecteerde gebied van het object loodrecht op de stroom

Toepassingen:

Inzicht in drag force is cruciaal op verschillende gebieden, waaronder:

* aerodynamica: Het ontwerpen van vliegtuigen en voertuigen om de weerstand te verminderen voor een betere brandstofefficiëntie en prestaties.

* Hydrodynamica: Schepen en onderzeeërs ontwerpen voor optimale beweging door water.

* sport: Optimalisatie van de prestaties van atleten en apparatuur.

Opmerking: De sleepkracht is een complex fenomeen en het gedrag ervan kan worden beïnvloed door andere factoren zoals turbulentie, samendrukbaarheid en de aanwezigheid van meerdere objecten in de vloeistof.