Lực kháng không khí là gì?
Lực kháng không khí là một trong những lực ngăn cản di chuyển được tạo ra khi vật thể di chuyển trong không khí. Lực này bao gồm các yếu tố như lực cản và lực ma sát. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về lực kháng không khí và các yếu tố ảnh hưởng đến nó.
Lực cản và lực ma sát của không khí
Để hiểu lực kháng không khí, ta cần áp dụng Định luật III của Newton. Theo định luật này, giá trị của lực kháng bằng lực cần tác động để vật thể di chuyển một cách đều trên mặt phẳng ngang. Để tính lực cản, ta sử dụng công thức F = μ m g. Theo công thức này, giá trị muốn tìm phụ thuộc vào trọng lượng của vật thể. Ta cần chú ý đến việc lựa chọn μ, một hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm giá đỡ. Chất liệu của vật thể cũng được tính đến. Hệ số này được lựa chọn từ bảng giá trị đã biết. Để tính toán chính xác, ta cần sử dụng hằng số g, bằng 9,8 m/s^2.
Khi xét lực cản trên mặt phẳng nghiêng, ta cần nhập cosin của góc vào công thức ban đầu. Góc nghiêng phụ thuộc vào các yếu tố ma sát và hình dạng của vật thể đối với di chuyển. Công thức xác định lực ma sát trên mặt phẳng nghiêng có dạng F = μ m g cos(α). Nếu vật thể đang di chuyển ở độ cao, lực ma sát không khí tác động lên nó phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của vật thể. Giá trị muốn tính có thể được tính bằng công thức F = v α. Trong công thức này, v là tốc độ di chuyển của vật thể và α là hệ số cản của môi trường. Công thức này chỉ phù hợp với các vật thể di chuyển với tốc độ thấp.
Để tính lực cản của máy bay phản lực và đơn vị tốc độ cao khác, ta sử dụng công thức F = v^2 * β. Để tính lực ma sát của vật thể ở tốc độ cao, ta sử dụng bình phương của tốc độ và hệ số β, được tính riêng cho từng vật thể. Khi một vật thể di chuyển trong chất khí hoặc chất lỏng, cần tính đến khối lượng riêng của môi trường, cũng như khối lượng và thể tích của vật thể. Tổng lực ma sát được biểu diễn bằng tổng của hai giá trị.
Ảnh hưởng của lực kháng không khí
Lực kháng không khí có ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ của tàu hỏa và xe cộ. Hơn nữa, các vật thể di chuyển bị ảnh hưởng bởi hai loại lực – vĩnh viễn và tạm thời. Tổng lực ma sát được biểu diễn bằng tổng của hai giá trị. Để giảm lực kháng và tăng tốc độ, các kỹ sư đã phát triển vật liệu với bề mặt trượt giúp đẩy không khí ra xa. Đó là lý do mặt trước của tàu cao tốc được thiết kế hợp lý. Cá di chuyển nhanh trong nước nhờ cơ thể dẹp dài và được bao phủ bởi chất nhầy, giúp giảm ma sát. Không chỉ lực cản luôn ngược chiều với di chuyển của ô tô. Để đưa xe ra khỏi bùn, ta cần đổ cát hoặc sỏi dưới bánh xe. Do lực ma sát tăng lên, chiếc xe có thể đối phó tốt với đất và bùn lầy.
Kết luận
Lực kháng không khí là một yếu tố quan trọng cần được xem xét khi xét đến di chuyển của các vật thể trong không khí và các chất khí khác. Hiểu rõ về lực kháng không khí giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tác động của môi trường lên việc di chuyển của vật thể. Nâng cao hiệu suất của các phương tiện giao thông, máy móc và các sản phẩm khác là mục tiêu của việc nghiên cứu về lực kháng không khí.
Dnulib.edu.vn cung cấp thêm thông tin chi tiết về lực kháng không khí và các nguyên tắc liên quan. Xem chi tiết tại Dnulib.
Cảm ơn bạn đã đọc bài viết này. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về lực kháng không khí, xin vui lòng để lại nhận xét của bạn.
