Közegellenállás

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából.

A közegellenállás a súrlódás egy speciális esete, amikor a közegben haladó test az azt körülvevő közeggel súrlódik. Ezáltal a közegben való mozgás irányával ellentétes irányú erő jön létre, tehát akadályozza a testnek a közegben való mozgását, csökkenti annak a közeghez viszonyított sebességét.

A mindennapi életben számos példát láthatunk erre. Ahogy a szél belekap a vitorlába, a vitorla és a szél egymáshoz viszonyított sebességét csökkentő erő jön létre, tehát a vitorla – és ezzel a hajó – kénytelen a szél irányával megegyező irányba elmozdulni (vagyis a szél „viszi” a hajót ).

A létrejövő erő nagysága függ:

• A közeg és a test egymáshoz viszonyított sebességének négyzetétől (v²),
• A közeg sűrűségétől (ρ azaz görög ró),
• A haladási irányra merőleges legnagyobb keresztmetszettől (A),
• A test alakjától. Nem véletlenül fizetik meg jól a formatervezőket, hiszen az ügyesen kialakított külsővel sok üzemanyagot meg lehet spórolni, így pl. a járművek több utat tehetnek meg egy tankolással, hamarabb érik el csúcssebességüket stb. Ezt a számot amúgy közegellenállási tényezőnek nevezzük, és c1 a jelölése. Arányszám, mértékegysége nincs, de százalékként is lehet vele számolni. Az egységnek a sima kört vették alapul, aminek a közegellenállási tényezője c1=1.

Képlettel kifejezve ezt az egészet: F_kö= 1/2×ρ×A×v²

^{Ezzel az az egyetlen bökkenő, hogy mint minden más tisztességes erő, a közegellenállási erő is vektor, nem pedig skalár. A fenti képlet pedig csak a nagyságát adja meg ennek, az irányát viszont nem. Erre való az irányvektoros képlet. A dolgunk annyi, hogy adjuk meg a sebességet is vektorként. Ezt így tehetjük meg:}

^{F_kö=-1/2×c₁×ρ×A×|v|×v}

A negatív előjel azért szükséges, mert az erő iránya ellentétes a mozgást létrehozó erő irányával.

Szokás még ezt a képletet a 1/2×c1=jelölést felhasználva így is írni:

F_kö=-k×ρ×A×|v|×v