Che cos'è un coefficiente di resistenza?
Nel campo del fluido e dell'aerodinamica, il coefficiente di resistenza si riferisce alla figura numerica che rappresenta la resistenza di un oggetto - o resistenza - quando si muove su un mezzo fluido, che di solito è acqua o aria. Può anche considerare l'area della superficie su cui si trova un oggetto, come cemento, erba o acqua. Il termine viene spesso applicato quando si fabbricano macchine come automobili, aerei e navi.
Gli aerodinamici usano la seguente formula per calcolare il coefficiente di resistenza di un oggetto: 2Fdd / pv2A. In questa formula, "Fd" si riferisce alla forza di trascinamento dell'oggetto o all'energia che si muove di fronte alla direzione dell'oggetto. La "p" è la densità di massa del mezzo, mentre "v" si riferisce alla velocità o alla velocità dell'oggetto. "A", d'altra parte, si riferisce all'area di riferimento dell'oggetto.
Il principio di base alla base della formula del coefficiente di resistenza è che la densità del mezzo fluido è proporzionale alla forza che sta dando contro l'oggetto e alla velocità quadrata dell'oggetto in relazione al fluido. Questo principio può essere più evidente quando la formula è invertita: Fd = (pv2 cdA / 2) A. Ciò significa anche che il coefficiente di resistenza può variare in larga misura dalla velocità con cui l'aria dell'acqua passa attraverso l'oggetto. La velocità, a sua volta, può cambiare con la forma dell'oggetto.
La regola generale è che più ampia è l'area che deve attraversare il fluido, maggiore è il coefficiente di resistenza. Con un quadrato e un cono, l'ampia area del quadrato consente a più aria di spingere contro di essa, rispetto al cono, in cui l'aria può fuoriuscire più rapidamente dalla sua forma appuntita. In questo modo, un oggetto di forma quadrata sperimenta più resistenza e tende a viaggiare più lentamente rispetto a un oggetto a forma di cono.
Questo principio viene spesso utilizzato nella progettazione di automobili, in particolare per le auto sportive che fanno molto affidamento sulla velocità. Si può osservare che le auto da corsa sono più piccole e hanno una parte anteriore liscia e inclinata. Questo per consentire all'aria di passare più facilmente attraverso l'auto senza ostruzioni, producendo così un coefficiente di resistenza più basso, una maggiore velocità e un uso più efficiente del carburante. Le auto sportive hanno anche la tendenza a sedersi più in basso sul terreno rispetto alle auto normali, quindi l'aria che arriva tra le gomme e il terreno è ridotta. In questo modo, l'auto ha una migliore presa del terreno e può guidare più velocemente.