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    Come calcolare la forza di trascinamento

    Tutti hanno intuitivamente familiarità con il concetto di forza di resistenza. Quando guadi attraverso l'acqua o vai in bicicletta, noti che più lavoro fai e più veloce ti muovi, maggiore è la resistenza che ricevi dall'acqua o dall'aria circostante, entrambi considerati fluidi dai fisici. In assenza di forze di resistenza, il mondo potrebbe essere trattato di corse a casa di 1.000 piedi nel baseball, record del mondo molto più veloci in atletica leggera e auto con livelli soprannaturali di risparmio di carburante. 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 di scienziati con mentalità matematica, è possibile non solo identificare le forze di resistenza in natura ma anche calcolare i loro valori numerici in una varietà di situazioni quotidiane.
    The Drag Force Equation

    Pressure, in fisica, è definita come forza per unità di area: P \u003d F /A. Usando "D" per rappresentare specificamente la forza di resistenza, questa equazione può essere riorganizzata in D \u003d 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 \u003d (1/2) (C) (ρ) (v 2) (A).

    Nota diverse conseguenze di questa equazione: la forza di resistenza aumenta in proporzione diretta alla densità e superficie e aumenta con il quadrato della velocità. Se corri a 10 miglia all'ora, sperimenterai una resistenza aerodinamica quattro volte come fai a 5 miglia all'ora, con tutto il resto tenuto costante.
    Forza di trascinamento su un oggetto che cade

    Una delle equazioni del moto per un oggetto in caduta libera dalla meccanica classica è v \u003d v 0 + at. In esso, v \u003d 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 evidente a colpo d'occhio che un oggetto caduto da una grande altezza cadrà 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 accelera più, sebbene possa muoversi ad una velocità elevata e costante. Pertanto, un paracadutista raggiunge la sua velocità terminale quando la forza di resistenza è uguale alla forza di gravità. Può manipolarlo attraverso la postura del suo corpo, che influenza A nell'equazione di resistenza. La velocità terminale è di circa 120 miglia all'ora.
    Forza di trascinamento su un nuotatore

    I nuotatori competitivi affrontano quattro forze distinte: gravità e galleggiamento, che si contrastano a vicenda su un piano verticale, e resistenza e propulsione, che agiscono in direzioni opposte su 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 resistenza dell'acqua che, come probabilmente avete ipotizzato, è significativamente maggiore di quella dell'aria.

    Fino al 2010, i nuotatori olimpici potevano usare tute aerodinamiche appositamente utilizzate da alcuni anni. Il corpo di governo del nuoto ha vietato le tute perché il loro effetto era così pronunciato che i record del mondo venivano infranti da atleti che altrimenti sarebbero stati irrilevanti (ma ancora di classe mondiale) senza le tute.

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