Γιατί τα μόρια στον αέρα προκαλούν αντίσταση;
1. Συγκρούσεις:
* Κινητική θεωρία των αερίων: Τα μόρια αέρα βρίσκονται συνεχώς σε τυχαία κίνηση.
* Κίνηση αντικειμένων: Όταν ένα αντικείμενο μετακινείται στον αέρα, συναντά αυτά τα κινούμενα μόρια.
* Impact: Το αντικείμενο συγκρούεται με τα μόρια αέρα, μεταφέροντας κάποια από την ορμή του σε αυτά.
* αποτέλεσμα: Αυτή η μεταφορά ορμής επιβραδύνει το αντικείμενο, δημιουργώντας αντίσταση.
2. Αλληλεπιδράσεις:
* τριβή: Η επιφάνεια του αντικειμένου τρίβεται στα μόρια αέρα, δημιουργώντας τριβή. Αυτή η τριβή παράγει θερμότητα και επιβραδύνει περαιτέρω το αντικείμενο προς τα κάτω.
* ιξώδες: Ο αέρας έχει ένα ορισμένο ιξώδες, που σημαίνει ότι έχει εσωτερική αντίσταση στη ροή. Αυτό το ιξώδες συμβάλλει επίσης στη δύναμη που αντιστέκεται στην κίνηση του αντικειμένου.
3. Μοτίβα ροής αέρα:
* drag: Καθώς ένα αντικείμενο μετακινείται στον αέρα, διαταράσσει τη ροή αέρα γύρω από αυτό. Αυτή η διαταραχή δημιουργεί μια ζώνη χαμηλής πίεσης πίσω από το αντικείμενο και μια ζώνη υψηλής πίεσης μπροστά.
* Διαφορά πίεσης: Η διαφορά πίεσης μεταξύ του μπροστινού και του πίσω μέρους του αντικειμένου δημιουργεί μια δύναμη που πιέζει στο αντικείμενο, αυξάνοντας περαιτέρω την αντίσταση.
Η σημασία του σχήματος:
Το σχήμα ενός αντικειμένου διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στο πόση αντίσταση βιώνει:
* Εξορμμομηχούμε σχήματα: Αντικείμενα με βελτιωμένα σχήματα, όπως αεροπλάνα ή ψάρια, ελαχιστοποιούν τη διαταραχή της ροής του αέρα, μειώνοντας την οπισθέλκουσα και την αντίσταση.
* αμβλύ σχήματα: Αντικείμενα με αμβλύ σχήματα, όπως ένα τούβλο ή ένα αλεξίπτωτο, δημιουργούν σημαντική διαταραχή της ροής αέρα, οδηγώντας σε μεγαλύτερη αντίσταση.
Συνοπτικά:
Η αντίσταση που βιώνεται από ένα αντικείμενο που μετακινείται μέσω του αέρα είναι αποτέλεσμα συγκρούσεων με μόρια αέρα, τριβή μεταξύ της επιφάνειας του αντικειμένου και του αέρα και της διαφοράς πίεσης που δημιουργείται από τη διαταραγμένη ροή αέρα. Το σχήμα του αντικειμένου επηρεάζει σημαντικά το μέγεθος αυτής της αντίστασης.
