Wat is een weerstandscoëfficiënt?
Op het gebied van vloeistof en aerodynamica verwijst luchtweerstandscoëfficiënt naar de numerieke figuur die de weerstand van een object weergeeft - of luchtweerstand - wanneer het beweegt tegen een vloeistofmedium, meestal water of lucht. Het kan ook rekening houden met het oppervlak waarop een object staat, zoals cement, gras of water. De term wordt meestal gebruikt bij het maken van machines zoals auto's, vliegtuigen en schepen.
Aerodynamisten gebruiken de volgende formule om de sleepcoëfficiënt van een object te berekenen: 2Fdd / pv2A. In deze formule verwijst "Fd" naar de sleepkracht van het object, of de energie die tegengesteld aan de richting van het object beweegt. De "p" is de massadichtheid van het medium, terwijl "v" verwijst naar de snelheid of snelheid van het object. "A" daarentegen heeft betrekking op het referentiegebied van het object.
Het basisprincipe achter de formule van de weerstandscoëfficiënt is dat de dichtheid van het vloeibare medium evenredig is met de kracht die het op het object geeft en met de kwadratische snelheid van het object ten opzichte van de vloeistof. Dit principe kan duidelijker zijn als de formule is omgekeerd: Fd = (pv2 cdA / 2) A. Dit betekent ook dat de weerstandscoëfficiënt grotendeels kan variëren afhankelijk van hoe snel de lucht van het water door het object passeert. De snelheid kan op zijn beurt veranderen met de vorm van het object.
De algemene vuistregel is dat hoe groter het gebied waar het vloeibare medium doorheen moet, hoe hoger de weerstandscoëfficiënt. Met een vierkant en een kegel laat het brede gebied van het vierkant er meer lucht tegen duwen, in tegenstelling tot de kegel, waarbij de lucht sneller weg kan stromen van zijn puntige vorm. Op deze manier ondervindt een vierkant object meer weerstand en heeft het de neiging om langzamer te reizen in vergelijking met een kegelvormig object.
Dit principe wordt vaak gebruikt bij het ontwerpen van auto's, vooral voor sportwagens die sterk op snelheid vertrouwen. Je kunt zien dat raceauto's kleiner zijn en een gladde, hellende voorkant hebben. Dit is om de lucht gemakkelijker door de auto te laten passeren zonder obstructies, waardoor een lagere luchtweerstandscoëfficiënt, meer snelheid en efficiënter gebruik van de brandstof wordt geproduceerd. Sportwagens hebben ook de neiging lager op de grond te zitten in vergelijking met normale auto's, zodat de lucht die tussen de banden en de grond komt, wordt verminderd. Op deze manier heeft de auto een betere grip op de grond en kan hij sneller rijden.