Tutti hanno familiarità intuitiva con il concetto di forza di trascinamento. Quando guidi l'acqua o vai in bicicletta, ti accorgi che più lavoro eserciti e più velocemente ti muovi, maggiore è la resistenza che ottieni dall'acqua o dall'aria circostante, entrambi considerati fluidi dai fisici. In assenza di forze di trascinamento, il mondo potrebbe essere trattato con corse da fuoristrada di 1.000 piedi nel baseball, record mondiali molto più veloci in atletica, e auto con livelli sovrannaturali di risparmio di carburante.

Trascina le forze, restringendo piuttosto che propulsivi, non sono così drammatici come le altre forze naturali, ma sono fondamentali nell'ingegneria meccanica e nelle discipline correlate. Grazie agli sforzi degli scienziati matematici, è possibile non solo identificare le forze di resistenza in natura, ma anche calcolare i loro valori numerici in una varietà di situazioni quotidiane.

L'equazione della forza di trascinamento

La pressione, in fisica, è definita come forza per unità di area: P = F /A. Usando "D" per rappresentare specificamente la forza di resistenza, questa equazione può essere riorganizzata a D = CPA, dove C è una costante di proporzionalità che varia da oggetto a oggetto. La pressione su un oggetto che si muove attraverso un fluido può essere espressa come (1/2) ρv ^{2, dove ρ (la lettera greca rho) è la densità del fluido e v è la velocità dell'oggetto.}

Pertanto, D = (1/2) (C) (ρ) (v ^{2) (A).}

Notare diverse conseguenze di questa equazione: la forza di trascinamento aumenta in proporzione diretta alla densità e superficie, e sale con il quadrato della velocità. Se corri a 10 miglia all'ora, provi quattro volte la resistenza aerodinamica come fai a 5 miglia all'ora, con tutto il resto tenuto costante.

Trascina la forza su un oggetto che cade

Una delle equazioni del moto per un oggetto in caduta libera dalla meccanica classica è v = v _{0 + at. In esso, v = velocità al tempo t, v 0 è la velocità iniziale (solitamente zero), a è l'accelerazione dovuta alla gravità (9,8 m /s ^{2 sulla Terra), e t è il tempo trascorso in secondi. È chiaro a un colpo d'occhio che un oggetto caduto da una grande altezza cadrebbe a velocità sempre crescente se questa equazione fosse strettamente vera, ma non è perché trascura la forza di resistenza.}}

Quando la somma delle forze agire su un oggetto è zero, non sta più accelerando, sebbene possa muoversi ad una velocità elevata e costante. Quindi, un paracadutista raggiunge la sua velocità terminale quando la forza di resistenza equivale alla forza di gravità. Lei può manipolare questo attraverso la sua postura del corpo, che influenza A nell'equazione di resistenza. La velocità terminale è di circa 120 miglia all'ora.

Trascinare la forza su un nuotatore

I nuotatori della competizione affrontano quattro forze distinte: gravità e galleggiamento, che si neutralizzano a vicenda in un piano verticale, trascinamento e propulsione , che agiscono in direzioni opposte in un piano orizzontale. In effetti, la forza propulsiva non è altro che una forza di resistenza applicata dai piedi e dalle mani del nuotatore per superare la forza di trascinamento dell'acqua, che, come probabilmente avete ipotizzato, è significativamente maggiore di quella dell'aria.

Fino al 2010, ai nuotatori olimpici è stato permesso di utilizzare tute aerodinamiche speciali che erano in circolazione solo da alcuni anni. Il corpo direttivo di nuoto ha vietato le tute perché il loro effetto era così pronunciato che i record del mondo erano stati infranti da atleti che erano altrimenti insignificanti (ma ancora di livello mondiale) senza i semi.