Tartalom
Mindenki intuitív módon ismeri a húzóerő fogalmát. Amikor vízen járkálsz, vagy kerékpározol, észreveszi, hogy minél több munkát végez, és annál gyorsabban mozog, annál nagyobb ellenállást okoz a környező víz vagy levegő - mindkettőt a fizikusok folyadéknak tekintik. A vonóerők hiányában a világot 1000 láb hosszú futással lehet kezelni baseballban, sokkal gyorsabb világrekordokat a könnyű és könnyű futásban, és autóknak, amelyek természetfölötti üzemanyag-fogyasztásúak.
A húzóerők, mivel korlátozóak, nem pedig meghajtóak, nem olyan drámai, mint más természeti erők, ám kritikusak a gépiparban és a kapcsolódó tudományágakban. A matematikai gondolkodású tudósok erőfeszítéseinek köszönhetően nemcsak a természetben meghúzódó erőket lehet azonosítani, hanem számszerű értéküket is kiszámíthatják mindennapi különféle helyzetekben.
A Drag Force egyenlet
A fizikában a nyomást a terület egységére eső erőként határozzák meg: P = F / A. Ha a "D" kifejezést használja a vonóerő kifejezésére, ezt az egyenletet át lehet alakítani D = CPA, ahol C egy arányosság állandója, amely objektumtól függően változik. A folyadékon áthaladó tárgyra nehezedő nyomást (1/2) ρv-ban lehet kifejezni2, ahol ρ (görög Rho betű) a folyadék sűrűsége és v az objektumok sebessége.
Ezért, D = (1/2) (C) (ρ) (v2) (A).
Vegye figyelembe ennek az egyenletnek a következményeit: A húzóerő a sűrűséghez és a felülethez viszonyítva közvetlenül növekszik, és a sebesség négyzetével növekszik. Ha 10 mérföld / óra sebességgel fut, akkor négyszer nagyobb aerodinamikai húzást tapasztal, mint amit 5 mérföld / órás sebességnél teljesít, állandóan tartva.
Húzza az erőt egy eső tárgyra
A klasszikus mechanika egyik szabad mozgású objektumának mozgási egyenlete a következő: v = v0 + at. Ebben v = sebesség t időpontban, v0 a kezdeti sebesség (általában nulla), a a gravitáció miatti gyorsulás (9,8 m / s2 és a t másodpercben eltelt idő. Világos, hogy egy nagy magasságból esett tárgy egyre növekvő sebességgel esne le, ha ez az egyenlet szigorúan igaz, de nem azért, mert elhanyagolja a húzóerőt.
Ha az objektumra ható erők összege nulla, akkor az már nem gyorsul, bár lehet, hogy állandó, állandó sebességgel halad. Így egy ejtőernyő eléri a végsebességét, amikor a húzóerő megegyezik a gravitációs erővel. A testtartásán keresztül manipulálhatja, ami befolyásolja az A-t a húzási egyenletben. A terminál sebessége körülbelül 120 mérföld / óra.
Drag Force egy úszón
A versenyképes úszók négy különálló erővel szembesülnek: a gravitációval és a felhajtóerővel, amelyek egy függőleges síkon ellentétesek egymással, valamint a húzóerővel és a meghajtással, amelyek egy vízszintes síkban ellentétes irányba hatnak. Valójában a meghajtó erő nem más, mint az úszók lábainak és kezének a víz húzóerejének leküzdésére kifejtett húzóerője, amely - amint valószínűleg feltételezte - lényegesen nagyobb, mint a levegő.
2010-ig az olimpiai úszók különleges aerodinamikai öltözeteket használtak, amelyek csak néhány évig voltak érvényben. Az úszók irányító testülete betiltotta az öltönyöket, mert azok hatása annyira nyilvánvaló volt, hogy a világrekordot olyan sportolók tönkretetették, akik egyébként figyelemre méltóak voltak (ám mégis világszínvonalúak) a ruházat nélkül.