Sürüklenme Kuvveti Nedir? Etkileri Nasıldır? Nasıl Hesaplanır? Formülü

0
Advertisement

Sürükleme kuvveti nedir, hangi yönde nasıl etki eder? Sürükleme kuvvetinin denklemi nedir, nasıl hesaplanır? Hakkında bilgi.

Herkes sezgisel olarak çekme kuvveti kavramına aşinadır. Suyun içinden geçtiğinizde veya bisiklete bindiğinizde, ne kadar çok iş yaparsanız ve ne kadar hızlı hareket ederseniz, çevredeki su veya havadan o kadar fazla direnç elde ettiğinizi fark edersiniz ki bunların ikisi de fizikçiler tarafından akışkan olarak kabul edilir. Sürükleme kuvvetleri olmasaydı atletizmde çok daha hızlı dünya rekorları ve doğaüstü yakıt ekonomisine sahip arabalar olurdu.

uçak kanat

Kaynak: pixabay.com

İtici olmaktan çok kısıtlayıcı olan sürükleme kuvvetleri, diğer doğal kuvvetler kadar dramatik değildir, ancak makine mühendisliği ve ilgili disiplinlerde kritiktir. Matematik bilincine sahip bilim adamlarının çabaları sayesinde, sadece doğadaki sürükleme kuvvetlerini belirlemekle kalmayıp, aynı zamanda çeşitli günlük durumlarda sayısal değerlerini hesaplamak da mümkündür.

Sürükleme Kuvveti Denklemi

Basınç, fizikte, birim alan başına kuvvet olarak tanımlanır:

\displaystyle P=\frac{F}{A}

Advertisement

Özellikle sürükleme kuvvetini temsil etmek için “D” kullanılarak, bu denklem şu şekilde yeniden düzenlenebilir:

D=CPA

C, nesneden nesneye değişen orantılı bir sabittir. Bir akışkan içinde hareket eden bir nesnenin üzerindeki basınç (1/2) ρv olarak ifade edilebilir, burada ρ (Yunanca rho harfi) sıvının yoğunluğu ve v nesnenin hızıdır.

Bu nedenle,

Advertisement

\displaystyle D=\frac{1}{2}C\rho {{\upsilon }^{2}}A

Bu denklemin birkaç sonucuna dikkat edin: Çekme kuvveti, yoğunluk ve yüzey alanıyla doğru orantılı olarak yükselir ve hızın karesiyle birlikte yükselir. Saatte 10 mil hızla koşuyorsanız, her şey sabit tutulurken, saatte 5 mil hızla yaptığınız gibi aerodinamik sürüklenmenin dört katını yaşarsınız.

Düşen Bir Nesneye Yönelik Sürükleme Kuvveti

Klasik mekanikten serbest düşüşte bir nesne için hareket denklemlerinden biri

\displaystyle \upsilon ={{\upsilon }_{o}}+at

Advertisement

İçinde v = t anındaki hız, \displaystyle {{\upsilon }_{o}} başlangıç hızıdır (genellikle sıfırdır), a yerçekimine bağlı ivmedir (Dünya’da 9,8 \displaystyle m/{{s}^{2}}) ve t saniye cinsinden geçen zamandır. Bu denklem kesinlikle doğru olsaydı, büyük bir yükseklikten düşürülen bir nesnenin giderek artan bir hızla düşeceği bir bakışta açıktır, ancak öyle değildir çünkü sürükleme kuvvetini ihmal edilmiştir.

Bir nesneye etki eden kuvvetlerin toplamı sıfır olduğunda, yüksek, sabit bir hızda hareket etmesine rağmen artık hızlanmamaktadır. Böylece, bir paraşütçü, sürükleme kuvveti yerçekimi kuvvetine eşit olduğunda nihai hızına ulaşır. Bunu, sürükleme denkleminde A’yı etkileyen vücut duruşu aracılığıyla idare edebilir. Son hızı saatte 120 mil civarındadır.

yüzücü

Kaynak: pixabay.com

Yüzücüde Sürükleme Kuvveti

Rekabetçi yüzücüler dört farklı kuvvetle karşı karşıyadır: dikey bir düzlemde birbirlerine karşı koyan yerçekimi ve kaldırma kuvveti ve yatay düzlemde zıt yönlerde hareket eden sürükleme ve itme. Aslında, itici güç, muhtemelen tahmin ettiğiniz gibi, havanınkinden önemli ölçüde daha büyük olan suyun sürükleme kuvvetinin üstesinden gelmek için yüzücünün ayaklarının ve ellerinin uyguladığı bir sürükleme kuvvetinden başka bir şey değildir.

2010 yılına kadar, Olimpik yüzücülerin sadece birkaç yıldır var olan özel aerodinamik giysileri kullanmalarına izin verildi. Yüzmenin yönetim organı kıyafetleri yasakladı çünkü etkileri o kadar belirgindi ki, başka türlü dikkat başarısı olamayan (ancak yine de dünya çapında) atletler bu giysilerle dünya rekorları kırmaya başladı.

Advertisement

Leave A Reply