نگاهی به مقاومت شاره ها
بيرون بردن دست از پنجره‌ي يك اتومبيل در حال حركت سريع شما را از وجود مقاومت شاره مطمئن مي‌سازد ، نيرويي كه يك شاره (گاز يا مايع) بر جسمي كه درون آن در حركت باشد وارد مي‌كند. جسم در حال حركت نيرويي بر شاره وارد مي‌كند تا آن را به دور از مسير خود هل دهد. بنابر قانون سوم نيوتون شاره نيز جسم را با نيرويي برابر و مخالف به عقب هل مي‌دهد.
جهت نيروي مقاومت شاره كه بر جسم وارد مي‌شود همواره در خلاف جهت سرعت جسم نسبت به شاره است. بزرگي نيروي مقاومت شاره به طور معمول با تندي جسم درون شاره افزايش مي‌يابد. در مقايسه با نيروي اصطكاك جنبشي بين دو سطح در حال تماس ، كه به طور معمول مي‌توانيم آن را مستقل از تندي بگيريم ، اين وضعيتي بسيار متفاوت است. بزرگي نيروي مقاومت شاره f به ازاي تندي‌هاي بسيار كوچك با تقريب متناسب با تندي جسم v است :
(مقاومت شاره در تندي كوچك) f=kv
كه در آن k ثابت تناسب است كه به شكل و اندازه‌ي جسم و ويژگي‌هاي شاره بستگي دارد. در حركت درون هوا ، با تندي توپ تنيسي كه به بالا پرتاب شده باشد يا تندتر از آن ، نيروي مقاوم به جاي v با تقريب با متناسب است. در اين صورت آن را كشش هوا يا به سادگي كشش مي‌نامند. هواپيماها ، قطره‌هاي در حال سقوط باران و دوچرخه‌سواران جملگي كشش هوا را حس مي‌كنند. در اين مورد معادله‌ي بالا را با معادله‌ي زير جايگزين مي‌كنيم
(مقاومت شاره در تندي زياد) f=kv2
كشش هوا ، با توجه به وابستگي به ، با افزايش تندي به طور سريع افزايش مي‌يابد. كشش هوا بر يك اتومبيل نوعي ، در تندي‌هاي كوچك ناچيز است ، ولي در تندي‌هاي بزرگراه‌ها كشش هوا قابل مقايسه با ، يا بزرگ‌تر از مقاومت غلتشي است. مقدار D به شكل و اندازه‌ي جسم و به چگالي هوا بستگي دارد.
جسمي كه در يك شاره سقوط مي‌كند به دليل اثرهاي مقاومت شاره ، شتاب ثابتي ندارد. براي توصيف حركت آن نمي‌توانيم رابطه‌هاي شتاب ثابت را به كار بريم ؛ بلكه بايد با به كار بردن قانون دوم نيوتون از نو شروع كنيم.
امتیاز: 0.00
وزارت آموزش و پرورش > سازمان پژوهش و برنامه‌ريزی آموزشی
شبکه ملی مدارس ایران رشد
ارسال ها: 2228
شما باید یک عنوان و متن وارد کنید!