Luftmotstånd

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök

Luftmotstånd är en kraft som beror på det mekaniska motstånd som strömmande luft orsakar. Det finns på grund av luftens molekyler. Till exempel när man cyklar studsar dessa mot en och man förlorar rörelseenergi som molekylerna tar upp. Luftmotståndet är proportionellt mot tvärsnittsytan och mot kvadraten på hastigheten. Detta beror på att molekylernas rörelseenergi är en kvadrat på hastigheten och sedan på att antalet luftmolekyler som kolliderar med föremålet är proportionellt mot tvärsnittsytan.

Om ett föremål rör sig med hög hastighet är luftmotståndet stort. När en tung kropp med liten tvärsnittsarea faller en kortare sträcka är luftmotståndet i praktiken så litet att man kan bortse ifrån det. Då är föremålet i fritt fall. Ett fallande föremål når till slut en konstant hastighet, den så kallade gränshastigheten. Detta beror på att med hastigheten ökar även luftmotståndet, till den punkt då luftmotståndet blir lika stor som tyngdkraften som får föremålet att falla och föremålet därför slutar accelerera.

Luftmotståndet beräknas som

F_d\, =\, \tfrac12\, C\, \rho\, A\, v^2

där

Fd är luftmotståndet
C är luftmotståndskoefficienten, beroende på föremålets strömlinjeform, till exempel 0,25 till 0,45 för en personbil
ρ är luftens densitet
A är föremålets tvärsnittsarea
v är föremålets relativa hastighet genom luften