Съдържание
Всеки е интуитивно запознат с концепцията за сила на влачене. Когато минавате през вода или карате колело, забелязвате, че колкото повече работа упражнявате и по-бързо се движите, толкова по-голяма устойчивост получавате от заобикалящата вода или въздух, като и двата физика се смятат за течности. При липса на сили за влачене, светът може да се отнася към домашните бягания на 1000 фута с бейзбол, много по-бързи световни рекорди в лекоатлетията и колите със свръхестествени нива на икономия на гориво.
Потеглящите сили, бидейки ограничаващи, а не пропулсивни, не са толкова драматични като другите природни сили, но са критични в машиностроенето и свързаните с него дисциплини. Благодарение на усилията на математически настроените учени е възможно не само да се идентифицират влачещите сили в природата, но и да се изчислят техните числови стойности в различни ежедневни ситуации.
Уравнението на влачещата сила
Налягането във физиката се определя като сила за единица площ: P = F / A, Използвайки "D" за представяне на сила на влачене, това уравнение може да бъде пренаредено към D = CPA, където С е константа на пропорционалност, която варира от обект към обект. Налягането върху предмет, движещ се през флуид, може да се изрази като (1/2) ρv2, където ρ (гръцката буква rho) е плътността на течността и v е скоростта на обектите.
Следователно, D = (1/2) (C) (ρ) (v2) (А).
Обърнете внимание на няколко последствия от това уравнение: Силата на влачене нараства в пряка пропорция на плътността и повърхността и се увеличава с квадрата на скоростта. Ако бягате с 10 мили в час, изпитвате четири пъти аеродинамичното съпротивление, както при 5 мили в час, като всички останали се държат постоянно.
Плъзнете сила върху падащ обект
Едно от уравненията на движение за обект при свободно падане от класическата механика е v = v0 + при, В него v = скорост в момент t, v0 е начална скорост (обикновено нула), a е ускорение поради гравитацията (9,8 m / s2 на Земята) и t се изминава за секунди. Очевидно е, че предмет, паднал от голяма височина, ще падне с непрекъснато нарастваща скорост, ако това уравнение е строго вярно, но не е така, защото пренебрегва сила на влачене.
Когато сумата от силите, действащи върху даден обект, е нула, той вече не се ускорява, въпреки че може да се движи с висока постоянна скорост. По този начин, парашутист постига крайната си скорост, когато силата на влачене се равнява на силата на гравитацията. Тя може да манипулира това чрез стойката на тялото си, което се отразява на A в уравнението на влачене. Скоростта на терминала е около 120 мили в час.
Плъзнете сила на плувец
Състезателните плувци се сблъскват с четири различни сили: гравитация и плаваемост, които противодействат един на друг във вертикална равнина, и влачене и задвижване, които действат в противоположни посоки в хоризонтална равнина. Всъщност пропулсивната сила не е нищо повече от сила на влачене, приложена от краката и ръцете на плувците, за да се преодолее силата на влачене на водата, която, както вероятно предположихте, е значително по-голяма от тази на въздуха.
До 2010 г. на олимпийските плувци беше позволено да използват специално аеродинамични костюми, които имаше около няколко години. Плувките, управляващи тялото, забраниха костюмите, тъй като ефектът им беше толкова силно изразен, че световните рекорди бяха счупени от спортисти, които иначе бяха без забележителни (но все още от световна класа) без костюми.