Aerodinamiskā pretestība

Aerodinamiskā pretestība, arī frontālā pretestība, senāk pieres pretestība, ir spēks, kas darbojas uz ķermeni, kad tas kustas kādā gāzveida vidē. Šis spēks ir vērsts pretēji kustības virzienam. Ļoti bieži apskata situācijas, kad aerodinamisko pretestību izraisa gaiss. Šādos gadījumos šo lielumu mēdz saukt par gaisa pretestību. Aerodinamiskā pretestība cenšas samazināt ķermeņa kustības ātrumu vai arī to notur nemainīgu. Kad ķermenis krīt, aerodinamiskās pretestības spēks ir vērsts uz augšu. Atšķirībā no gravitācijas spēka, tas palielinās ar pieaugošu ātrumu. Kad ķermenis nepārvietojas, gaisa pretestības spēks ir nulle, ķermeņa kustībai paātrinoties, šis spēks palielinās.

Aerodinamiskie spēki: uz augšu — cēlējspēks, uz leju — smaguma spēks, pa kreisi — normālslodze, bet pa labi — aerodinamiskā pretestība

Vēsture

Pirmo reizi šo parādību izpētījis Galileo Galilejs, bet gaisa sūkņa trūkuma dēļ viņš nevarēja veikt eksperimentu vakuumā, tāpēc eksperimentēja gaisā. Neņemot vērā visas sekundārās parādības, kas rodas gaisā ķermeņu kustības rezultātā, Galilejs atklāja ķermeņu brīvās krišanas likumus. Gaiss vienmēr pretojas krītoša ķermeņa kustībai, un gaisa pretestība ir lielāka, jo lielāks ir ķermeņa krišanas ātrums. Tāpēc, palielinot krišanas ātrumu, gaisa pretestība palielinās, bet ķermeņa paātrinājums samazinās, un kad gaisa pretestība ir vienāda ar gravitācijas spēku, brīvi krītoša ķermeņa paātrinājums ir nulle.

No kā ir atkarīga gaisa pretestība

Gaisa pretestība ir atkarīga no četriem faktoriem:

1. no kustīgo objektu lieluma (liels objekts iegūst lielāku pretestību nekā mazs);
2. no kustīgo objektu formas (plakanai plāksnei ar noteiktu laukumu būs daudz lielāka gaisa pretestība nekā piliena formas ķermenim ar vienu un to pašu šķērsgriezuma laukumu, apmēram 25 reizes vairāk). Tas ir iemesls, kāpēc automašīnām, ldmašīnām un planieriem mēdz būt plūdlīniju formas: tās samazina gaisa pretestību un ļauj virzīties uz priekšu ātrāk ar mazākām pūlēm dzinējam, un tāpēc ar zemākām degvielas izmaksām;
3. no gaisa blīvuma (viens gaisa kubikmetrs jūras līmenī sver aptuveni 1,3 kg, un jo augstāk, jo gaiss kļūst mazāk blīvs. Šī atšķirība var būt nozīmīga praktiski tikai ļoti lielā augstumā);
4. no paātrinājuma.

Katrs no četriem faktoriem ietekmē gaisa pretestību, ja palielinās kādu no tiem uz pusi, arī pretestība divkāršosies. Ja samazinās kādu no tiem divreiz, pretestība samazināsies uz pusi.

Formula

$F=1/2*Cx*p*S*V2$
F - gaisa pretestība; p - gaisa blīvums; S - šķērsgriezuma laukums; C_x - pretestības koeficients; V - gaisa plūsmas ātrums

Pretestības koeficients dažādas formas ķermenim

Forma		Koeficients
Lode	Lodes gaisa pretestības koeficients	0,47
Puslode	Puslodes gaisa pretestības koeficients	0,42
Konuss	Konusa gaisa pretestības koeficients	0,50
Kubs	Kuba gaisa pretestības koeficients	1,05
Cilindrs	Cilindra gaisa pretestības koeficients	0,98
Ķermenis pilienu formā	Pilienu forma ķermeņa gaisa pretestības koeficients	0,04

Papildus informācija

https://web.archive.org/web/20150904054350/http://www.planetseed.com/ru/mathsolution/zatiazhnyie-pryzhki-s-parashiutom-i-soprotivlieniie-vozdukha%3Cbr /> http://www.microarticles.ru/article/kak-zavisit-sila-soprotivlenija-vozdyha-ot-formi-predmeta-i-ego-massi.html
http://www.physicedu.ru/phy-1592.html