다음은 고장입니다.
1. 저속 (층류) :
* 공식 : f_d =1/2 * ρ * v^2 * c_d * a
* 여기서 :
* f_d =드래그 힘
* ρ =공기 밀도 (약 1.225 kg/m³)
* v =물체의 속도
* C_D =드래그 계수 (물체의 모양에 따라 다름)
* a =물체의 단면적
2. 고속 (난류 흐름) :
* 더 빠른 속도로 물체 주변의 공기 흐름이 난류가되어 계산이 더 복잡해집니다. 위의 공식은 여전히 사용될 수 있지만 드래그 계수 (C_D)는 결정하기가 더 어려워지고 속도에 따라 크게 다를 수 있습니다.
공기 저항에 영향을 미치는 요인 :
* 모양 : 간소화 된 모양을 가진 물체는 드래그가 적습니다. 이것이 자동차와 비행기가 둥근 코와 매끄러운 몸체로 설계된 이유입니다.
* 표면적 : 더 큰 단면 영역을 가진 더 큰 물체는 더 많은 드래그를 경험합니다.
* 속도 : 공기 저항은 속도의 제곱에 비례하여 증가합니다. 따라서 속도를 두 배로 늘리면 드래그 힘이 4 배 증가합니다.
* 유체 밀도 : 공기 저항은 더 밀도가 높은 유체에서 더 큽니다. 고도가 높을수록 공기 밀도가 낮아 공기 저항이 줄어 듭니다.
중요한 메모 :
* 드래그 계수 (C_D)는 경험적 값이므로 각 모양에 대해 실험적으로 결정해야합니다.
* 위의 공식은 공기 저항의 단순화 된 표현을 제공합니다. 실제 계산에는 특히 복잡한 형태와 고속에 대한 고급 모델이 필요할 수 있습니다.
예 :
60mph (26.8 m/s)로 여행하는 차를 상상해보십시오. 일반적인 자동차의 드래그 계수는 약 0.3입니다. 자동차의 단면 면적이 2.5m²라고 가정 해 봅시다. 위의 공식 사용 :
f_d =1/2 * 1.225 kg/m³ * (26.8 m/s) ² * 0.3 * 2.5 m² ≈ 344 n
이것은 자동차가 그 속도에서 약 344 개의 뉴턴의 공기 저항력을 경험한다는 것을 의미합니다.
드래그 계수 (C_D)를 더 자세히 탐색하거나 공기 저항에 대한 다른 질문이 있으시면 알려주십시오.
