11+ Příklad síly tažení: Podrobná fakta

V tomto článku probereme různé příklady tažných sil s podrobnými poznatky. Drag Forces jsou mechanické síly generované v důsledku interakce pevného tělesa s okolní tekutinou.

Příklady tahové síly jsou velmi běžné a v přírodě často viděné jako síla působící proti relativnímu pohybu jakéhokoli pohybujícího se tělesa. Kdykoli se těleso pohybuje vzduchem, tato odporová síla se nazývá aerodynamický odpor a pokud je dopravním médiem voda, pak se nazývá hydrodynamický odpor.

Příklady tažné síly jsou uvedeny níže

Loď cestující ve vodě

Síly na lodi jsou výsledkem pohybu vzduchu, který interaguje s lodí a má za následek hnací sílu pro plavbu po vodě. Síly působící na loď závisí na rychlosti a směru větru a také na rychlosti a směru plavidla.

Na loď působí čtyři síly: její váha, vztlaková síla (kontaktní síla s vodou, která tlačí loď nahoru), dopředná síla větru a zpětný odpor vody.

Tažná síla D, kterou tělo pociťuje při cestování tekutinou, je dána,

D=\\frac{1}{2}C\\rho Av^{2}

Kde:

C je koeficient odporu vzduchu, typické hodnoty v rozmezí od 0.4 do 1.0 pro různé kapaliny (jako je vzduch a voda)

ρ je hustota tekutiny, kterou se těleso pohybuje

v je rychlost tělesa vzhledem k tekutině

A je promítnutá plocha průřezu tělesa kolmá ke směru proudění .

příklad tažné síly
Plachetnice; Kredit obrázku: Wikipedia

Letadlo letící na obloze

Kombinovaný výsledek čtyř sil, odporu, tahu, zdvihu a hmotnosti, umožňuje létat s letadlem na obloze.

 Hmotnost letadla jej táhne směrem ke středu Země, k překonání této tažné síly je zapotřebí dostatečného vztlaku směrem vzhůru. Vztlak je výsledkem rozdílů v tlaku vzduchu na křídlech letadla a nad nimi. Letecký motor vytváří tah ve směru pohybu letadla, který je vyvážen odporovou silou působící proti směru pohybu.

Když letadlo letí rovně a vodorovně konstantní rychlostí, vztlak, který vytváří, vyrovnává jeho hmotnost a tah, který vytváří, vyrovnává jeho odpor. Tato rovnováha sil se však mění, když letoun stoupá a klesá, jak zrychluje a zpomaluje a jak se zatáčí.

stáhnout 6 1
Síly působící na letoun v ustáleném vodorovném podélném letu; Kredit obrázku: Wikipedia

Pták letící na obloze

Mávání křídel ptáky je jednou z nejrozšířenějších metod pohonu dostupných v přírodě.

V případě ptáka lze vztlak, který vzniká máváním křídel, považovat za vertikální sílu, která podpírá hmotnost ptačího těla (tj. gravitační tah směrem dolů). Zde je odpor považován za horizontální sílu, která působí proti tahu. Tah je síla, která pohybuje předmětem v dopředném směru, u ptáka důvěru poskytují svaly ptáka.

Odpor je způsoben odporem vzduchu a působí v opačném směru pohybu, vytvářený odpor závisí na tvaru objektu, hustotě vzduchu a rychlosti pohybu tohoto objektu. Tah může buď překonat nebo působit proti odporu.

Během dopředného letu vytváří ptačí tělo odpor, který má tendenci zpomalovat jeho rychlost. Pták máváním křídly nebo přeměnou potenciální energie na práci při klouzání vytváří vztlak i tah, aby vyrovnal gravitaci a odpor.

220px Zvedací síla en.svg
Síly působící na křídlo; Kredit obrázku: Wikipedia

Pohybující se auto

V případě jedoucího automobilu je velikost odporové síly stejná a působí v opačném směru, než je síla, kterou vytváří motor na kola vozidla. V důsledku těchto dvou stejných a opačných sil působících na vůz se výsledná výsledná síla stane nulovou a vůz může udržovat konstantní rychlost.

Pokud vynulujeme sílu vyvíjenou motorem tím, že ponecháme vůz na chvíli v neutrální poloze, pak na vůz působí pouze odporová síla. Za tohoto stavu je na vůz k dispozici čistá síla a vůz zpomaluje.

Jízda na kole nebo kole

Aerodynamický odpor je skutečně hlavní odporovou silou v cyklistice, každý cyklista musí překonat odpor větru. Tlakový odpor hraje hlavní roli při jízdě na kole, způsobený hlavně vzduchovými částicemi, které se tlačí k sobě na předních plochách a více rozmístěných na zadních plochách

Každý cyklista, který někdy šlapal do tuhého protivětru, zná odpor větru. Je to vyčerpávající! Aby se cyklista pohnul vpřed, musí se protlačit masou vzduchu před sebou.

Kolo

Jízdní kola i motocykly jsou jednostopá vozidla, a tak jejich pohyby mají mnoho společných základních atributů. Pokud uvažujeme cyklistu a kolo jako jeden systém, působí vnější síly: odporová síla, gravitační síla, setrvačnost, třecí síla od země a vnitřní síly jsou způsobeny jezdcem.

220px Vnější síly na kole
Dynamika motorkáře; Kredit obrázku: Wikipedia

padák

Odporná síla působící na padák závisí na velikosti padáku, čím větší, čím vyšší bude odporová síla na něj působit.

Dvě síly působící na padák jsou odporová síla nebo odpor vzduchu a gravitační síla. Brzdná síla působí v opačném směru než gravitační síla a zpomaluje padák při každém pádu.

Paragliding 1350361
Padák; Kredit obrázku: Wikipedia

Parašutista padající oblohou

Když parašutista vyskočí z letadla, na jeho tělo působí odpor vzduchu nebo odpor vzduchu a gravitační síla. Gravitační síla zůstává konstantní, ale odpor vzduchu se zvyšuje s rostoucí rychlostí na zemi.

Sílu částic vzduchu narážejících na tělo lze změnit změnou polohy jeho těla (průřezu těla). Tím se změní rychlost parašutisty směrem k zemi.

Odporová síla, kterou tělo působí, může být reprezentována následujícím vzorcem:

R=0.5\\krát D\\krát p\\krát A\\krát v^{2}

kde D je koeficient odporu vzduchu,

p je hustota média, v tomto případě vzduchu,

 A je plocha průřezu objektu a

 v je rychlost objektu.

stáhnout 2 2
Smykování; Kredit obrázku: Wikipedia

Pohyb šipek a frisbee

Dráhu šípu ovlivňují tři síly: a) síla zrychlení z luku směrem k cíli, b) síla zrychlení vůči zemi v důsledku gravitační síly a c) síla zpomalení způsobená aerodynamickým odporem na šíp.

Síla tětivy luku zrychluje šíp z luku, dokud šíp nedosáhne rychlosti vystřelení, síla tažení zpomaluje jeho rychlost, když se šíp pohybuje vzduchem. Nakonec gravitační síla vrátí šíp zpět na zemský povrch.

Velké síly mají za následek zrychlení, ale těžké hmoty je velmi těžké zrychlit nebo zpomalit. Proto lehčí šíp opouští luk vyšší rychlostí a rychleji ztrácí rychlost během letu.

Běžci  

Když běžci běží proti „vítru“, zakoušejí, že tlačení proti nim je ve skutečnosti silou odporu. V případě běžce nebo plavce působí odporová síla vždy proti pohybu a snaží se jejich pohyb zpomalit. Aby běžec překonal odpor, musí se pohybovat rychle, aby běžel vpřed. Jinými slovy, tělo by mělo produkovat větší tah.

Plavci

Různé formy brzdných sil, jako je tření, tlak a vlnový odpor, nepřetržitě působí na plavce, když sestupuje v bazénu až do konečného dotyku se stěnou. Třecí odpor vzniká v důsledku tření molekul vody o tělo plavce, hladší tělo plavce do určité míry snižuje tření.

Při plavání vyšší rychlostí dochází ke zvýšení tlaku ve frontální oblasti (hlavě plavce), čímž vzniká tlakový rozdíl mezi dvěma konci těla plavce. Tento rozdíl v tlak vytváří turbulence za tělem plavce, tato extra odporová síla je tlakový odpor.

Vlnový odpor nastává jako výsledek plavcova těla ponořeného ve vodě a částečně mimo vodu. Veškerá síla odporu vlny je generována z hlavy a ramenní části těla plavce.

Pohyb kuliček

Když se míč pohybuje vzduchem, Drag bude bránit pohybu míče během jeho letu a zároveň sníží jeho rozsah a výšku. boční vítr vychýlí jej z původní dráhy. Oba účinky jsou zvažovány hráči ve sportech, jako je golf.

Odskakující míč obecně sleduje pohyb projektilu, na míč působí různé síly, jako je odporová síla, gravitační síla, velká síla způsobená rotací míče a vztlaková síla, všechny síly je třeba vzít v úvahu pro analýzu pohybu míče.

Obecně existuje mnoho faktorů, které ovlivňují velikost síly odporu, včetně tvaru a velikosti míče, druhé mocniny rychlosti objektu a podmínek vzduchu; zejména hustota a viskozita vzduchu. Určení velikosti odporové síly je obtížné, protože závisí na detailech, jak proudění interaguje s povrchem předmětu. U fotbalového míče je to obzvláště obtížné, protože k držení míče se používají stehy.

stáhnout 4 2
Skákací míč; Kredit obrázku: Wikipedia

Přečtěte si více o  Je Vzdušný odpor Síla.